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类金刚石涂层是一种与金刚石涂层性能相似的新型薄膜材料,它具有较高的硬度,良好的热传导率,极低的摩擦系数,优异的电绝缘性能,高的化学稳定性及红外透光性能。类金刚石涂层作为优质硬质涂层的代表,在不同领域展现了广泛的应用前景,国内外对它的研究一直是热点问题,然而由于涂层过程和摩擦磨损过程影响因素众多,对于涂层疲劳磨损作用机理和失效机理的研究目前还远远不够。本文以等离子增强化学气相沉积法在45钢基体表面上喷涂类金刚石涂层,与45淬火钢组成圆盘滚滑摩擦副,在M-2000型磨损试验机上进行了全接触,水平往复运动,垂直运动三种不同工况下的疲劳磨损试验研究,并根据试验数据和现象对不同工况下类金刚石涂层的摩擦磨损性能和疲劳磨损机理进行了系统而细致的研究。试验结果表明:(1)随着载荷的增加,在全接触条件下,DLC涂层平均摩擦系数先降低后升高,250N时降低到最小值为0.205;在水平运动条件下,平均摩擦系数缓慢下降,变化幅度很小,100N时0.213,300N时下降到0.178;在垂直运动条件下,平均摩擦系数先升高后降低,200N时升高到最大值为0.640。(2)涂层的磨损率都随着载荷的增加而增加,载荷小于200N时增加缓慢,载荷大于200N时迅速增大,磨损率最小为1.55mg/万转,最大为15.6mg/万转。(3)比较不同工况下DLC涂层平均摩擦系数和磨损率随载荷的变化曲线,涂层在水平往复运动条件下具有良好的抗磨作用,垂直运动条件下最差。在实验基础上研究了类金刚石涂层在不同工况下的疲劳磨损机理:(1)在全接触条件下,中低载荷时,DLC涂层疲劳磨损形式主要为点蚀和剥落,高载荷时,涂层疲劳磨损形式主要为剥层;(2)在水平往复运动条件下,DLC涂层的磨损情况比较复杂,主要磨损形式为粘着磨损和表面疲劳磨损,涂层在滚滑摩擦过程中产生摩擦化学转移膜,使摩擦系数和磨损率大大降低;(3)在垂直往复运动的条件下,DLC涂层为撞击磨损,在低载荷下主要为粘着磨损,在高载荷下主要为磨粒磨损。(4)根据涂层在不同载荷下疲劳磨损破坏循环次数,绘制DLC涂层在干摩擦情况下的疲劳磨损F-N曲线,初步建立冲击情况下涂层与基体剥离的物理模型。