納米級MoS-,2-基涂層性能及結(jié)構(gòu)的研究.pdf

1、本文針對目前廣泛應(yīng)用的具有低摩擦系數(shù)的固體潤滑涂層MoS2-Ti涂層存在的熱穩(wěn)定性相對較低，耐磨性不足等問題，力求設(shè)計一種保持MoS2-Ti涂層優(yōu)良特性，同時克服其不足的新型涂層。 采用封閉場非平衡磁控濺射離子鍍技術(shù)在國產(chǎn)W6Mo5Cr4V2高速鋼基體上，在沉積MoS2-Ti涂層的同時，共沉積具有高硬度、高穩(wěn)定性的陶瓷相TiB2，獲得MoST-TiB2復(fù)合涂層，并通過引入Ti作為中間過渡層的方法來提高涂層和基體的結(jié)合強度。綜合利

2、用了金相顯微鏡、顯微硬度計、摩擦磨損試驗儀、電子探針（EPMA）、X-射線衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、差熱分析（DTA）和差示掃描量熱分析（DSC）等技術(shù)手段對涂層的表面形貌、成分分布、微觀組織結(jié)構(gòu)及顯微硬度、摩擦磨損性能、熱穩(wěn)定性等力學(xué)、熱學(xué)性能進行了表征和研究。 MoST-TiB2復(fù)合涂層主要由納米晶和非晶組成，晶粒尺寸約為100nm。MoST-TiB2涂層中晶體的生長方向取向與MoS2-Ti基本相同，其生長

3、總體上沿MoS2的（002）晶面具有擇優(yōu)取向性。MoS2起到了涂層模版的作用，TiB2沿MoS2的（002）晶面平行方向形核長大，形成共格/半共格界面，結(jié)合界面為MoS2的（002）晶面和TiB2的（002）晶面。TiB2的生長又阻斷了MoS2沿（100）晶面柱狀晶長大的生長趨勢，促進了涂層沿MoS2的（002）晶面的生長，使MoST-TiB2涂層呈現(xiàn)出納米級MoS2-TiB2-MoS2的交替層狀結(jié)構(gòu)。TiB2起到了涂層的骨架支撐作用，

4、使MoS2的層間空隙和孔洞減少，提高了涂層的致密性，增大了涂層的層間結(jié)合力。 MoST-TiB2涂層的硬度為706HV。MoST-TiB2涂層中的TiB2以納米級MoS2-TiB2-MoS2交替層狀結(jié)構(gòu)的形式與涂層中的MoS2結(jié)合，對硬度的貢獻比MoS2-Ti涂層中的Ti在MoS2層間的間隙固溶強化作用有所減弱，導(dǎo)致MoST-TiB2涂層的硬度較MoS2-Ti涂層硬度980HV有所降低。 MoST-TiB2涂層保持了

5、MoS2-Ti涂層的低摩擦特性，平均摩擦系數(shù)為0．145。TiB2起到耐磨骨架的作用，使MoST-TiB2涂層在具有優(yōu)異減磨潤滑性能的同時，具有良好的耐磨性能，提高了涂層的使用壽命。 MoST-TiB2涂層氧化分解的初始溫度在550℃左右，比MoS2-Ti涂層的氧化分解溫度503．8℃有明顯提高。與MoS2-Ti涂層中Ti在MoS2層間的固溶相比，MOST-TiB2涂層中MoS2與TiB2共格/半共格界面的形成，使涂層內(nèi)產(chǎn)生更