輪胎模具DLC涂層應(yīng)用可行性研究.pdf

1、為解決輪胎模具粘膠、腐蝕、積碳、易磨損、難清洗等問題，通常在輪胎模具表面噴涂Teflon涂層。但是，Teflon涂層的硬度較低，耐磨性差，需要定期重復(fù)噴涂。類金剛石涂層（DLC）作為一種新型功能涂層材料，具有高硬度和高彈性模量、耐磨損、高結(jié)合強(qiáng)度等優(yōu)點(diǎn)，具有應(yīng)用在輪胎模具表面的潛力。因此研究輪胎模具 DLC涂層代替Teflon涂層，解決Teflon涂層的硬度較低、耐磨性差這一難題，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　為探究 DLC涂層在輪胎

2、模具上應(yīng)用的可行性，本課題主要進(jìn)行了以下幾個(gè)方面的研究：
　?。?）加工并制備了基體試樣，并在試樣上沉積了含氫DLC、無氫DLC和Teflon涂層。按照輪胎模具加工工藝制備35＃鋼基體試樣，Teflon涂層完全按照輪胎模具涂層的工藝噴涂，含氫DLC、無氫DLC涂層分別采用等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積和電弧離子鍍沉積。
　?。?）對(duì)含氫DLC、無氫DLC和Teflon涂層的結(jié)構(gòu)、成分和表面形貌進(jìn)行了分析和比較。三種涂層具有不同的粗

3、糙度、斷面結(jié)構(gòu)、元素組成，而不同的成分、結(jié)構(gòu)會(huì)對(duì)涂層的表面性能造成不同的影響，因此對(duì)三種涂層的結(jié)構(gòu)、成分進(jìn)行表征，為涂層表面性能的改進(jìn)提供理論依據(jù)。結(jié)果表明，兩種DLC涂層粗糙度均小于Teflon涂層的粗糙度，三種涂層結(jié)構(gòu)均勻致密，無明顯的沉積裂紋產(chǎn)生。
　?。?）對(duì)含氫DLC、無氫DLC和Teflon涂層的表面性能進(jìn)行了測(cè)量與比較。對(duì)三種涂層的疏水性、納米硬度、彈性模量和結(jié)合強(qiáng)度進(jìn)行測(cè)量，分析三種涂層性能的優(yōu)劣并對(duì)DLC涂層在輪

4、胎模具上的應(yīng)用性進(jìn)行評(píng)價(jià)。結(jié)果表明，DLC涂層在粗糙度較小的情況下，其疏水性能低于Teflon涂層。但是增加DLC涂層的粗糙度，其疏水性能也顯著增加，當(dāng)涂層粗糙度為754nm時(shí)水接觸角達(dá)到最大96o。無氫DLC、含氫DLC涂層硬度、結(jié)合強(qiáng)度均大于Teflon涂層。
　　通過對(duì)DLC、Teflon涂層結(jié)構(gòu)、成分、表面形貌和主要表面性能的對(duì)比研究可以得出：DLC涂層疏水性、硬度、結(jié)合強(qiáng)度均可滿足輪胎模具的使用要求，DLC涂層可以應(yīng)用于