不同厚度Cr/CrN粘结层对铜合金表面碳基薄膜性能影响的研究

作者：徐天杨; 李振东; 詹华; 司彦龙; 刘继彬; 汪瑞军^*

来源：真空, 2022, 59(02): 48-54.

DOI：10.13385/j.cnki.vacuum.2022.02.10

• 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9.241×106μm3，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。

• 单位
  中国农业机械化科学研究院