不同厚度Cr/CrN粘结层对铜合金表面碳基薄膜性能影响的研究

为提高铜合金表面硬质薄膜的抗冲击性能,在KK3铜合金表面制备了不同厚度Cr/CrN粘结层的铬掺杂类金刚石(Cr-DLC)碳基薄膜,采用扫描电镜、拉曼光谱仪、纳米压痕仪和连续冲击试验机分别分析了 Cr-DLC薄膜的截面形貌、微观结构、力学性能以及抗冲击性能.结果表明:Cr-DLC薄膜的残余应力、弹性模量、结合强度及抗冲击性能等与Cr/CrN粘结层厚度存在密切关系;铜合金表面Cr-DLC薄膜的残余应力随着粘结层厚度的增加先降后升,当粘结层厚度为1.01μm时,薄膜的残余应力最小,仅为-0.47GPa,硬度与弹性模量分别为11.68GPa和144.54GPa;薄膜的结合强度随粘结层厚度的增加呈先升后降的趋势,当粘结层厚度为1.01μm时结合强度最高,达到了 50N;经30000次连续冲击试验后,不同厚度Cr/CrN粘结层的Cr-DLC薄膜样品表面均出现冲击坑,且中心区域均出现一定面积的薄膜剥落,其中粘结层厚度为1.01μm的Cr-DLC薄膜样品冲击坑体积最小,仅为9.241×106μm3,表现出最好的抗冲击性能.综上,针对铜合金表面不同厚度Cr/CrN粘结层的Cr-DLC碳基薄膜,当Cr/CrN粘结层厚度为1.01μm,总厚度不大于8μm时,其抗冲击性能最好.