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潤滑性硬質(zhì)涂層在發(fā)動(dòng)機(jī)零件上的應(yīng)用

近年來，類金剛石碳涂層等涂層材料因具有低摩擦特性及優(yōu)異的耐磨損性而在汽車零部件上得到廣泛應(yīng)用，但在涂層與基材之間密合性及耐熱性方面仍存在一些有待解決的問題。作為在高溫、高壓等苛刻條件（如發(fā)動(dòng)機(jī)燃燒室附近）下工作的滑動(dòng)部件表面處理工藝，介紹了TiN-MoS2復(fù)合涂層的特性及其成膜工藝。

本研究以耐熱性和密合性均優(yōu)于DLC涂層的TiN涂層為基礎(chǔ)，開發(fā)了生成新型潤滑性硬質(zhì)涂層的方法，并探討了該新型涂層在的苛刻環(huán)境下（難以應(yīng)用DLC涂層）應(yīng)用于發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)部件的可能性。

試驗(yàn)中，使用預(yù)先均勻混合TiN與MoS2的復(fù)合靶，以探索在MoS2低含量條件下TiN-MoS2復(fù)合涂層的低摩擦特性作為研究目標(biāo)。此外，通過將具有化學(xué)活性的Ti作為中間層，嘗試提高TiNMoS2復(fù)合涂層與基材之間的密合性。利用直流磁控濺射法形成TiN-MoS2復(fù)合涂層。利用劃痕試驗(yàn)法得到的結(jié)果和TiN-MoS2復(fù)合涂層的摩擦因數(shù)隨時(shí)間的變化表明，TiN-MoS2復(fù)合涂層的低摩擦特性基本與DLC涂層的相當(dāng)，甚至更好。然而，如果要將TiNMoS2復(fù)合涂層應(yīng)用于在苛刻工作環(huán)境下運(yùn)轉(zhuǎn)的小型內(nèi)燃機(jī)滑動(dòng)部件，還必須進(jìn)一步提高其與基材之間的密合性。為此，將具有化學(xué)活性的Ti作為中間層，以提高TiN-MoS2復(fù)合涂層與基材之間的密合性。通過劃痕試驗(yàn)法獲得具有Ti中間層結(jié)構(gòu)的TiN-MoS2復(fù)合涂層的剝離臨界載荷（密合性），經(jīng)試驗(yàn)表明，帶Ti中間層的TiNMoS2復(fù)合涂層可以成為發(fā)動(dòng)機(jī)滑動(dòng)部件的有效涂層材料。

然而，在超小型發(fā)動(dòng)機(jī)中，由于空間上的限制，供給滑動(dòng)部件的潤滑材料相當(dāng)困難，因此為了降低滑動(dòng)部件的摩擦和提高發(fā)動(dòng)機(jī)性能，潤滑性硬質(zhì)涂層的應(yīng)用起到了很重要的作用。

刊名：國外內(nèi)燃機(jī)

刊期：2015年第6期

作者：神崎昌郎