润滑性硬质涂层在发动机零件上的应用



润滑性硬质涂层在发动机零件上的应用

近年来，类金刚石碳涂层等涂层材料因具有低摩擦特性及优异的耐磨损性而在汽车零部件上得到广泛应用，但在涂层与基材之间密合性及耐热性方面仍存在一些有待解决的问题。作为在高温、高压等苛刻条件（如发动机燃烧室附近）下工作的滑动部件表面处理工艺，介绍了TiN-MoS2复合涂层的特性及其成膜工艺。

本研究以耐热性和密合性均优于DLC涂层的TiN涂层为基础，开发了生成新型润滑性硬质涂层的方法，并探讨了该新型涂层在的苛刻环境下（难以应用DLC涂层）应用于发动机滑动部件的可能性。

试验中，使用预先均匀混合TiN与MoS2的复合靶，以探索在MoS2低含量条件下TiN-MoS2复合涂层的低摩擦特性作为研究目标。此外，通过将具有化学活性的Ti作为中间层，尝试提高TiNMoS2复合涂层与基材之间的密合性。利用直流磁控溅射法形成TiN-MoS2复合涂层。利用划痕试验法得到的结果和TiN-MoS2复合涂层的摩擦因数随时间的变化表明，TiN-MoS2复合涂层的低摩擦特性基本与DLC涂层的相当，甚至更好。然而，如果要将TiNMoS2复合涂层应用于在苛刻工作环境下运转的小型内燃机滑动部件，还必须进一步提高其与基材之间的密合性。为此，将具有化学活性的Ti作为中间层，以提高TiN-MoS2复合涂层与基材之间的密合性。通过划痕试验法获得具有Ti中间层结构的TiN-MoS2复合涂层的剥离临界载荷（密合性），经试验表明，带Ti中间层的TiNMoS2复合涂层可以成为发动机滑动部件的有效涂层材料。

然而，在超小型发动机中，由于空间上的限制，供给滑动部件的润滑材料相当困难，因此为了降低滑动部件的摩擦和提高发动机性能，润滑性硬质涂层的应用起到了很重要的作用。

刊名：国外内燃机

刊期：2015年第6期

作者：神崎昌郎