Page 95 - 《摩擦学学报》2021年第1期

92 摩 擦 学 学 报 第 41 卷

Infiltration Diffusion

(a) 0.01 mm (b) 0.05 mm (c) 0.1 mm

Fig. 8 Oil storage performance of textured coatings at a speed of 400 r/min (laser texture after depositing DLC coatings)
图 8 400 r/min转速下含织构涂层(先沉积涂层后激光织构)的储油性能

0.4 线最后在0.11左右波动.
实际上，表面喷砂处理是在基底表面形成不同直
ϕ0.1 mm
Friction coefficient 0.2 Untextured coating 上. 不同样品摩擦系数的差异可以解释为凹坑的两个
0.3
径与深度的凹坑，并且这些凹坑也反应在沉积的涂层
竞争效应共同作用的结果. 凹坑既可以充当润滑油的
0.1
ϕ0.5 mm 微型存储槽，也会使接触压力增加. 两者之间的竞争
ϕ0.5 mm [12]
存在1个最佳的凹坑形貌和尺寸 . 结合图4我们可以
0.0
0 900 1 800 2 700 3 600 知道，随着喷砂压力的增大，凹坑半径与深度都会增
Time/s
5
大，当压力为1.38×10 Pa(20 psi)时，凹坑的积极作用

Fig. 9 Friction coefficient of DLC coating (laser texture
大于消极作用，使得在保证储油性能的同时，摩擦学
before deposition) in oil lubricated environment
5
性能与原始涂层接近. 当压力增加到2.06×10 Pa(30 psi)
图 9 DLC涂层(先激光织构后沉积涂层)在油润滑环境中
5
的摩擦系数 和2.76×10 Pa(40 psi)时，由于接触面积减小而导致的
接触压力上升和摩擦增大占据了主导，摩擦系数波动
[22]
到的减磨效果 .
明显增大.
如图10所示，随着喷砂压力的逐渐增大，含织构 图11所示为3号工艺制备的含织构涂层的摩擦系
涂层摩擦系数的波动也随之增大，与压力变化呈现明 数曲线. 随着点阵密度的增加，摩擦系数先减小后增
5
显的关联性. 当喷砂压力为1.38×10 Pa(20 psi)时，摩 大. 三种样品中，0.01 mm×0.01 mm点阵具有最小的摩
擦系数稳定在0.11左右，波动不明显且没有太长的磨 擦系数，摩擦系数随着摩擦的进程缓慢降低，最后稳
5
合期；2.06×10 Pa(30 psi)样品的摩擦系数曲线则呈现 定在0.09左右；与前者相反，0.05 mm×0.05 mm点阵的
明显的波动，在经历前期的磨合后约为0.11；当压力增 摩擦系数随着摩擦进程缓慢上升，最后稳定在0.11左
5
大到2.76×10 Pa(40 psi)时，摩擦系数并不稳定，并出 右；具有0.1 mm×0.1 mm点阵的织构化涂层，摩擦系数
现明显的尖峰，说明涂层在摩擦过程中出现破损，曲 在经过前期的磨合后稳定在0.12左右. 在滑动过程中，