潤滑性硬質涂層在發動機零件上的應用

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潤滑性硬質涂層在發動機零件上的應用

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異的耐磨損性而在汽車零部件上得到廣泛應用，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（如發動機燃燒室附近）下工作的滑動部件表面處理工藝，介紹了TiN-MoS2復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于DLC涂層的TiN涂層為基礎，開發了生成新型潤滑性硬質涂層的方法，并探討了該新型涂層在的苛刻環境下（難以應用DLC涂層）應用于發動機滑動部件的可能性。

試驗中，使用預先均勻混合TiN與MoS2的復合靶，以探索在MoS2低含量條件下TiN-MoS2復合涂層的低摩擦特性作為研究目標。此外，通過將具有化學活性的Ti作為中間層，嘗試提高TiNMoS2復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復合涂層。利用劃痕試驗法得到的結果和TiN-MoS2復合涂層的摩擦因數隨時間的變化表明，TiN-MoS2復合涂層的低摩擦特性基本與DLC涂層的相當，甚至更好。然而，如果要將TiNMoS2復合涂層應用于在苛刻工作環境下運轉的小型內燃機滑動部件，還必須進一步提高其與基材之間的密合性。為此，將具有化學活性的Ti作為中間層，以提高TiN-MoS2復合涂層與基材之間的密合性。通過劃痕試驗法獲得具有Ti中間層結構的TiN-MoS2復合涂層的剝離臨界載荷（密合性），經試驗表明，帶Ti中間層的TiNMoS2復合涂層可以成為發動機滑動部件的有效涂層材料。

然而，在超小型發動機中，由于空間上的限制，供給滑動部件的潤滑材料相當困難，因此為了降低滑動部件的摩擦和提高發動機性能，潤滑性硬質涂層的應用起到了很重要的作用。

刊名：國外內燃機

刊期：2015年第6期

作者：神崎昌郎