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类金刚石薄膜在两种粘度等级润滑油条件下的摩擦学行为研究

由于工业的迅速发展，摩擦磨损所消耗的能源占据了一次能源的1/3。研究统计，60%的机械零部件会因为润滑不足或失效而增加磨损，甚至导致部件直接损毁。而润滑油粘度是影响机械设备摩擦磨损的影响因素之一。为了降低机械部件在滑动过程中的摩擦磨损行为，在这项工作中，较软的DLC和较硬的W-DLC薄膜被沉积在GCr15轴承钢上，并对其力学性能进行了表征。选择GCr15球为对磨面，在0.4cm/s至4.0cm/s的速度范围内，研究了两种不同粘度等级全配方润滑油（0W-20、0W-40）下DLC和W-DLC的摩擦学行为。GCr15基体作为对比样进行了相应的研究。利用三维轮廓仪、扫描电子显微镜、EDS、Raman等手段表征了磨痕的形貌、成分和表面性能。结果表明：钢/钢配对副在滑动过程中由于比较大的剪切作用，使钢的摩擦系数较大。制备的DLC和W-DLC涂层结构致密，力学性能良好；表现出良好的润滑效果。与GCr15相比，0W-20提供了低的摩擦系数，但磨损率较高，0W-40提供了高的摩擦系数，但磨损率低。润滑系统受润滑油粘度、油膜厚度、薄膜性能的强烈影响。磨粒磨损和疲劳剥落是钢/钢体系的主要磨损机制。磨粒磨损为钢/类金刚石薄膜体系的磨损机制。