輪胎模具F-DLC涂層應(yīng)用性能研究.pdf

1、疏水性、結(jié)合強(qiáng)度以及硬度是輪胎模具所需的主要涂層性能。Teflon涂層因具有良好的結(jié)合強(qiáng)度以及優(yōu)越的疏水性，被廣泛應(yīng)用于輪胎模具領(lǐng)域，但該涂層硬度較低，嚴(yán)重影響涂層使用壽命。相比于Teflon涂層，普通DLC涂層硬度較高，且結(jié)合強(qiáng)度較大，然而該涂層疏水性較差。為改善普通DLC涂層的疏水性，可對(duì)普通DLC涂層進(jìn)行F元素?fù)诫s。F-DLC涂層中F含量越大，疏水性越好，但硬度會(huì)降低，且涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度也會(huì)受到影響。為提高F的摻雜效果，本文主

2、要研究了特定F含量DLC涂層的粗糙度對(duì)疏水性以及對(duì)涂層結(jié)合強(qiáng)度的改善情況，并對(duì)相應(yīng)的涂層硬度進(jìn)行了表征。主要研究?jī)?nèi)容如下：
　　（1）試件預(yù)處理及F-DLC涂層制備。先對(duì)50個(gè)試件基體進(jìn)行不同的表面預(yù)處理，使每個(gè)基體表面獲得不同大小的粗糙度。采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積與磁控濺射相結(jié)合技術(shù)，在35＃鋼基體上制備F的含量約為20mass%的F-DLC涂層。
　?。?）試件表面粗糙度對(duì)F-DLC涂層疏水性影響研究。通過(guò)白光干涉儀

3、檢測(cè)鍍膜后的試件表面粗糙度，使用接觸角測(cè)量?jī)x檢測(cè)不同粗糙度下鍍膜試件表面的水接觸角、酒精接觸角以及表面能。研究發(fā)現(xiàn)，大幅度增加粗糙度確實(shí)有助于鍍膜試件疏水性的改善，當(dāng)粗糙度為1300nm時(shí)，水接觸角可達(dá)101.7°。
　?。?）基體表面粗糙度對(duì)F-DLC涂層結(jié)合強(qiáng)度影響研究。采用劃痕法對(duì)五個(gè)不同粗糙度的試件進(jìn)行結(jié)合強(qiáng)度實(shí)驗(yàn)，結(jié)果表明當(dāng)粗糙度在100nm以內(nèi)時(shí)，F(xiàn)-DLC的結(jié)合強(qiáng)度隨著粗糙度的增大而增大。首次出現(xiàn)裂痕時(shí)的加載力Lc1

4、最大可達(dá)1.45N，薄膜首次脫落時(shí)的加載力Lc2最大可達(dá)2.03N。與本課題組前期所得出的數(shù)據(jù)相比，F(xiàn)-DLC涂層的結(jié)合強(qiáng)度略差于普通 DLC涂層（Lc1=1.52 N，Lc2=14.73 N），但仍優(yōu)于 Teflon涂層（Lc1=Lc2=0.76N）。
　?。?）F-DLC涂層硬度表征。采用壓痕法對(duì)三個(gè)粗糙度在50nm以下的鍍膜試件進(jìn)行硬度實(shí)驗(yàn)，將實(shí)驗(yàn)結(jié)果與本課題組前期所做的普通DLC涂層及Teflon涂層的硬度作比較，發(fā)現(xiàn)F-