輪胎模具F-DLC涂層應用性能研究.pdf

1、疏水性、結合強度以及硬度是輪胎模具所需的主要涂層性能。Teflon涂層因具有良好的結合強度以及優(yōu)越的疏水性，被廣泛應用于輪胎模具領域，但該涂層硬度較低，嚴重影響涂層使用壽命。相比于Teflon涂層，普通DLC涂層硬度較高，且結合強度較大，然而該涂層疏水性較差。為改善普通DLC涂層的疏水性，可對普通DLC涂層進行F元素摻雜。F-DLC涂層中F含量越大，疏水性越好，但硬度會降低，且涂層與基體的結合強度也會受到影響。為提高F的摻雜效果，本文主

2、要研究了特定F含量DLC涂層的粗糙度對疏水性以及對涂層結合強度的改善情況，并對相應的涂層硬度進行了表征。主要研究內容如下：
　?。?）試件預處理及F-DLC涂層制備。先對50個試件基體進行不同的表面預處理，使每個基體表面獲得不同大小的粗糙度。采用等離子體增強化學氣相沉積與磁控濺射相結合技術，在35＃鋼基體上制備F的含量約為20mass%的F-DLC涂層。
　　（2）試件表面粗糙度對F-DLC涂層疏水性影響研究。通過白光干涉儀

3、檢測鍍膜后的試件表面粗糙度，使用接觸角測量儀檢測不同粗糙度下鍍膜試件表面的水接觸角、酒精接觸角以及表面能。研究發(fā)現(xiàn)，大幅度增加粗糙度確實有助于鍍膜試件疏水性的改善，當粗糙度為1300nm時，水接觸角可達101.7°。
　?。?）基體表面粗糙度對F-DLC涂層結合強度影響研究。采用劃痕法對五個不同粗糙度的試件進行結合強度實驗，結果表明當粗糙度在100nm以內時，F(xiàn)-DLC的結合強度隨著粗糙度的增大而增大。首次出現(xiàn)裂痕時的加載力Lc1

4、最大可達1.45N，薄膜首次脫落時的加載力Lc2最大可達2.03N。與本課題組前期所得出的數(shù)據(jù)相比，F(xiàn)-DLC涂層的結合強度略差于普通 DLC涂層（Lc1=1.52 N，Lc2=14.73 N），但仍優(yōu)于 Teflon涂層（Lc1=Lc2=0.76N）。
　?。?）F-DLC涂層硬度表征。采用壓痕法對三個粗糙度在50nm以下的鍍膜試件進行硬度實驗，將實驗結果與本課題組前期所做的普通DLC涂層及Teflon涂層的硬度作比較，發(fā)現(xiàn)F-