碳基薄膜在航空轴承乏油问题中的应用研究

作者：孙东; 王海新; 蒲吉斌; 刘金玲; 曹娜娜; 郭武明^*

来源：表面技术, 2019, 48(08): 218-224.

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.08.029

• GLC薄膜
• DLC薄膜
• 磁控溅射
• 摩擦学
• 航空轴承
• 乏油工况

目的研究乏油工况下GLC和DLC两种碳膜在航空轴承上的应用。方法通过磁控溅射技术在单晶硅片P(100)、轴承钢样块和轴承套圈表面分别制备了GLC和DLC两种薄膜。利用扫描电镜(SEM)、拉曼光谱对薄膜的截面和磨痕形貌及结构进行了分析。利用纳米压痕仪、摩擦磨损试验机等对薄膜的力学性能和摩擦学性能进行了研究。利用轴承试验机对镀两种膜的轴承进行了对比研究。结果 GLC和DLC两种碳基薄膜均结构致密,GLC薄膜含有更多的sp2,DLC薄膜含有更多的sp3;两种薄膜硬度分别达到18.2 GPa和22.2 GPa,弹性模量分别达到230.2 GPa和260.8 GPa,干摩擦条件下,薄膜摩擦系数分别低至0.11和0.21。镀膜轴承在运转0～10 h时,温升无明显差异;10～30 h过程中,镀GLC薄膜轴承温升约为40～45℃,而镀DLC薄膜轴承温升约为50～55℃。运转后,轴承滚子上出现转移膜,镀GLC薄膜的轴承磨损比镀DLC薄膜的轴承严重。结论在乏油工况下,DLC薄膜具有更加优异的环境适应性。

• 单位
  中国科学院宁波材料技术与工程研究所; 中国航发哈尔滨轴承有限公司