【摘要】：精密機械零件在使用過程中由于表面磨損,影響零件可靠性和穩(wěn)定性。伺服閥反饋桿作為伺服閥的核心部件,在高頻率轉換過程中容易磨損,造成閥芯容置槽和反饋桿球頭之間形成空隙,很大程度上降低了伺服閥反饋桿的反饋精度。為了改善伺服閥反饋桿球頭表面的耐磨性,實驗采用脈沖磁控濺射技術,以碳化鎢(WC)作為改性材料,在彈性合金鋼3J1表面制備WC膜層,研究WC對伺服閥反饋桿表面耐磨性的影響狀況。實驗從三個方面進行研究,首先研究靶電源對WC薄膜的的影響;其次研究偏壓電源對WC膜層性能的影響;最后通入Ar/C2H2氣體流量比對WC薄膜的影響。實驗采用靶電流強度(I)、基體負偏壓(Svb)、占空比(δN)和Ar/C2H2氣體流量比作為實驗工藝參數,并利用臺階儀、原子力顯微鏡(AFM)、X射線衍射儀(XRD)、顯微硬度儀和耐高溫摩擦磨損儀對膜層沉積速率、表面形貌、結構成分、硬度和摩擦磨損性能做了表征。實驗結果表明:(1)隨著靶電流強度的增加,膜層生長速率呈現逐漸上升的趨勢;在基體負偏壓Svb=125V時,如果增加有效脈沖寬度,膜層沉積速率呈現先增后減的趨勢,并在δN=70%時出現生長速率轉變。(2)通過在靶電流強度下的性能對比發(fā)現,當I=8A時,制備的WC膜層綜合性能最佳,硬度高達1158.37 HV,摩擦系數為0.491;通過在基體負偏壓下的性能對比發(fā)現,當Svb=75V時,制備的WC膜層綜合性能最佳,硬度高達1132HV,摩擦系數為0.450;通過在Ar/C2H2氣體流量比的性能對比發(fā)現,當Ar/C2H2氣體流量比為6:1時,制備的WC膜硬度最高為1171.23HV,摩擦系數為0.436,當Ar/C2H2氣體流量比為1:1時,制備的WC膜摩擦系數最低為0.295,硬度為940.53HV;整體綜合性能對比發(fā)現,加入基體負偏壓和通入乙炔氣體可以提高膜層耐磨性能。
【圖文】：

料的性能獲得的多樣化、復合化有十分重要的意義。逡逑１＿２．２碳化鎢薄膜性能逡逑碳化鎢（ＷＣ）為六方晶體結構，ＷＣ晶體結構示意圖如圖１．１所示。ＷＣ本身性逡逑能具有與金剛石相近的硬度，但表現為較高的脆性［１４］，通常會添加粘合劑進行改善。在逡逑制備過程發(fā)現ＷＣ粒度對表面性能也有影響，不同粒度的ＷＣ，在硬質合金的應用中不逡逑同。在精加工合金時，采用超細亞細顆粒ＷＣ；在耐沖擊工具、粗加工合金時，采用中逡逑顆粒ＷＣ；在高速、重載情況下，采用粗顆粒ＷＣ；在強調耐磨性能時，采用超細亞細逡逑顆粒ＷＣ作為原料。逡逑金屬的失效往往都是由金屬表面開始的，采用適當的表面處理方法，可以減緩磨逡逑損、腐蝕、疲勞強度與斷裂等，也可以使腐蝕引起的失效減少１５％？３５％，磨損引起的失逡逑效減少３０％左右［１５］。在研究時發(fā)現，ＷＣ涂層對改善工件表面的性能有很好的作用，，通逡逑常利用ＷＣ能夠顯著提高工件表面的硬度

早期的直流濺射技術僅利用兩極之間輝光放電產生的正離子轟擊靶材來實現薄膜沉積，但離化率較低，沉積速率不高，同時，材料應用也受到限制。后電場中加入磁場，形成電磁正交場，共同作用電子，改變了電子的運行軌跡，增電粒子與氣體分子的碰撞幾率，提升氣體離化率，用以提高派射速率。加入磁僅能夠提升離化率，而且對于基體材料來說，電子在磁場和電場作用下被束縛在靶面附近，大大降低了在電子轟擊基體導致溫升過快的現象�？梢哉f直流磁控溉射技在二極、三極濺射技術改良而來，但這種測射技術在濺射穩(wěn)定化合物時容易造成靶毒。因此，人們以具有矩形波的脈沖電源的形式替代直流電源形成脈沖磁控濺Ｐｕｌｓｅ邋Ｍａｇｎｅｔｒｏｎ邋Ｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ，ＰＭＳ）的沉積方法［８’９］，不但可以消除靶中毒現象、而且提高濺射速率、擴展派射材料取材等。在絕緣材料的應用中，可以降低濺射過程中速度過快、優(yōu)化膜層表面質量等［４６，４＇常用的脈沖電源采用矩形波型單向脈沖或沖，如圖２．１所示為濺射靶電源輸出的脈沖波形圖。逡逑ａｕ廣⑷逡逑
【學位授予單位】：哈爾濱商業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TH137.5;TG174.4

【參考文獻】

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本文編號：2618647