Исследование антифрикционных характеристик MоS2-покрытий при повышенной температуре в вакууме

Ключевые слова: КОЭФФИЦИЕНТ ТРЕНИЯ, РЕСУРС, ТВЕРДОСМАЗОЧНОЕ ПОКРЫТИЕ, ВАКУУМ, ТЕМПЕРАТУРА, ТРИБОМЕТР

Аннотация

Разработка твердосмазочных покрытий для снижения трения и износа контактирующих поверхностей в механических системах является актуальной задачей. Из материалов таких покрытий выгодно выделяется дисульфид молибдена (MoS₂), обладающий высокими трибологическими характеристиками, особенно в вакууме.
Технологические режимы магнетронного нанесения влияют на структуру и свойства MoS₂-покрытий, что в конечном счете отражается на трибологических характеристиках, при этом необходимо учитывать среду испытаний и температуру образца.
В работе исследованы трибологические характеристики MoS₂-покрытий в высоком вакууме при повышенной температуре. Покрытия наносили при различной мощности разряда на магнетронных распылительных системах, в одной серии экспериментов процессы проводили при нагреве подложек до 200 ºС, в другой – без нагрева. Образцы покрытий оценивали по коэффициенту трения и ресурсу.
Получение и исследование образцов выполнялись на установке AlfaM-200 и высоковакуумном трибометрическом стенде HVT-450 на базе научно-производственной компании ООО «Электровакуумные технологии». В качестве подложек под покрытия использовали пластинки полированного кремния размером 15×15 мм². Трибометрические измерения проводились по схеме «Pin-on-plate» с возвратно-поступательным движением согласно стандарту ASTM G133-05 в вакууме 5⋅10‒5 мбар при температуре 250 ºС, контактном давлении около 1 ГПа и пути трения 5 м.
По результатам исследований для покрытий, нанесенных без нагрева, с ростом мощности наблюдалось ухудшение трибологических характеристик на 60%, а для случая с подогревом подложек, напротив, характеристики улучшались на 50%.

Keywords: COEFFICIENT OF FRICTION, DURABILITY, SOLID LUBRICATING COATING, VACUUM, TEMPERATURE, TRIBOMETER

Abstract