有机钼添加剂作用下CrN和CrAlN涂层的摩擦学性能

作     者：付小静 李瑞川 李阳 万勇 FU Xiaojing;LI Ruichuan;LI Yang;WAN Yong

作者机构：青岛理工大学机械与汽车工程学院青岛266033 齐鲁工业大学机械与汽车工程学院济南250353 黄河前沿新材料研究院有限公司太原030000 中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑重点实验室兰州730000 

出 版 物：《中国表面工程》 (China Surface Engineering)

年 卷 期：2021年第34卷第6期

页      面：181-187页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0702[理学-物理学] 

基　　金：国家自然科学基金(51975304) 山东省自然科学基金(ZR2019MEE016) 2018年工业强基工程(TC180A3Y1)资助项目 

主　　题：CrN CrAlN MoS_(2) MoDTC 摩擦学性能 化学降解 

摘      要：CrN和CrAlN涂层以其优异的力学性能可作为汽车发动机运动部件的保护性涂层使用,然而它与常用润滑油添加剂的相互作用仍需要进一步的研究。采用磁控溅射技术制备氮化铬(CrN)和氮化铬铝(CrAlN)涂层,利用X射线衍射和纳米压痕研究涂层的微结构和机械性能,考察常用摩擦改进剂-烷基二硫代氨基甲酸钼(MoDTC)对涂层摩擦学性能的影响,并通过电子扫描电镜和X射线光电子能谱技术等表征探究MoDTC的减摩作用机制。结果表明:与CrN涂层相比,CrAlN涂层结构致密,晶粒细化,机械性能更好。在添加质量分数为1%的MoDTC后的PAO基础油润滑下,表现出更优异的减摩抗磨性能。对磨痕表面的XPS分析表明,在边界润滑条件下,钢/CrN和钢/CrAlN摩擦运动过程中MoDTC均发生化学降解反应,生成一层含二硫化钼(MoS_(2))的润滑膜,且后者产生的MoS_(2)含量更高,因而表现出更优的摩擦学性能。研究结果对延长汽车发动机的使用寿命具有指导意义。