作者:徐天杨 ¹ ²,李振东 ² ,詹 华 ¹,司彦龙¹,刘继彬 ¹,汪瑞军 ¹ ² (1.中国农业机械化科学研究院,北京 100083;2.北京金轮坤天特种机械有限公司,北京 100083)
关键词:铜合金;碳基薄膜;抗冲击性能;粘结层
为提高铜合金表面硬质薄膜的抗冲击性能,在 KK3 铜合金表面制备了不同厚度 Cr/CrN 粘结层 的铬掺杂类金刚石(Cr-DLC)碳基薄膜,采用扫描电镜、拉曼光谱仪、纳米压痕仪和连续冲击试验机分别分析了 Cr-DLC 薄膜的截面形貌、微观结构、力学性能以及抗冲击性能。结果表明:Cr-DLC 薄膜的残余应力、弹性模量、结合强度及抗冲击性能等与 Cr/CrN 粘结层厚度存在密切关系;铜合金表面 Cr-DLC 薄膜的残余应力随着粘结层厚度的增加先降后升,当粘结层厚度为 1.01μm 时,薄膜的残余应力最小,仅为 -0.47GPa,硬度与弹性模量分别为 11.68GPa 和 144.54GPa;薄膜的结合强度随粘结层厚度的增加呈先升后降的趋 势,当粘结层厚度为 1.01μm时结合强度最高,达到了 50N;经 30000 次连续冲击试验后,不同厚度 Cr/CrN 粘结层的 Cr-DLC 薄膜样品表面均出现冲击坑,且中心区域均出现一定面积的薄膜剥落,其中粘结层厚度为 1.01μm 的 Cr-DLC 薄膜样品冲击坑体积最小,仅为 9.241×106 μm3 ,表现出最好的抗冲击性能。综上,针对铜合金表面不同厚度 Cr/CrN 粘结层的 Cr-DLC 碳基薄膜,当 Cr/CrN 粘结层厚度为 1.01μm,总厚度不大于 8μm 时,其抗冲击性能最好。