【摘 要】
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液压技术是当今机械制造业中不可或缺的技术手段,但高精度液压元件在恶劣的服役环境下容易发生磨损腐蚀问题,导致零部件产生严重的表面损伤进而影响设备正常运行。物理气相沉积(PVD)技术作为一种绿色制造的表面改性方法,不仅处理温度低、变形量小,而且用此方法制备的涂层具有高硬度、低摩擦系数和优良的耐腐蚀性能等,为液压产品的加工工艺提供新的方法和思路。本文针对液压元件用低温回火处理的GCr15材料,采用直流磁
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液压技术是当今机械制造业中不可或缺的技术手段,但高精度液压元件在恶劣的服役环境下容易发生磨损腐蚀问题,导致零部件产生严重的表面损伤进而影响设备正常运行。物理气相沉积（PVD）技术作为一种绿色制造的表面改性方法,不仅处理温度低、变形量小,而且用此方法制备的涂层具有高硬度、低摩擦系数和优良的耐腐蚀性能等,为液压产品的加工工艺提供新的方法和思路。本文针对液压元件用低温回火处理的GCr15材料,采用直流磁控溅射技术低温制备（温度为150℃）CrN薄膜和Cr/CrN多层薄膜,系统地研究了沉积工艺对表面层力学性能、摩擦学性能及耐腐蚀性能的影响,具体结果如下:（1）沉积气压对CrN薄膜的表面质量和性能有较大影响。不同工作气压（0.10.8Pa）下制备的CrN薄膜相结构主要由CrN、Cr2N、Cr相构成;在气压为0.1Pa下制备的薄膜最光滑,粗糙度Sa仅为12.0 nm,薄膜硬度达到最高值为1700 HK0.1,同时表现出良好的耐蚀性。（2）研究了基体偏压对CrN薄膜结构和性能的影响。随着基体偏压（-50-200 V）的增加,薄膜厚度先增加后降低,CrN薄膜显微硬度逐渐增加,基体偏压为为-200 V时薄膜硬度达到1620 HK0.1,自腐蚀电流密度低至3.150×10-77 A·cm-2;所制备的薄膜结合力良好,高偏压下制备的薄膜具有较低的摩擦系数,约为0.6。（3）制备了不同层厚比的Cr/CrN多层薄膜。随着Cr/CrN层厚比（20.4）的降低,薄膜显微硬度从1201.5 HK0.1提高至1328.6 HK0.1;不同层厚比下薄膜的摩擦系数相差不大,但耐腐蚀性能随层厚比降低而增加,且均对基体有很好的保护效果。（4）研究了循环周期对Cr/CrN多层薄膜性能的影响。随着循环周期的增加,薄膜硬度逐渐提升到1481.2 HK0.1;由于多层界面数量的增加,Cr/CrN多层薄膜的耐蚀性随循环周期的增加而提高,循环周期为8的多层薄膜电流腐蚀密度最低,为2.64×10-77 A·cm-2,对基体的保护效果最好。
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