基于DLC薄膜的干气密封端面摩擦试验分析

在干气密封工程应用中为了降低动静环的变形,出现了"硬对硬"的摩擦副设计,但是存在端面磨损和密封失效等问题。因此,在静环表面制备类金刚石碳膜(DLC)对改善干气密封运行情况和摩擦性能至关重要。首先利用磁控溅射法在静环表面制备了2μm的DLC薄膜,其次利用端面摩擦磨损试验机分析了不同工况下静环表面DLC薄膜的摩擦系数、温升和摩擦系数波动。并采用光学显微镜观察了静环的磨损表面形貌。试验结果表明:随着转速与载荷的增大,端面温升增大,摩擦系数减小且摩擦系数的波动幅度也逐渐减小,并在较短时间内保持稳定。这是由于DLC薄膜表面的石墨化进程与高润滑性;同时,随着载荷的增大,未出现较为严重的表面擦痕,说明DLC薄膜改善了端面间的摩擦特性,从而减缓了动静环表面的损伤。试验结果对提高干气密封端面摩擦特性有一定的指导作用。