轴承作为旋转机械中关键的功能部件之一,其运行性能的好坏将直接影响设备的可靠性和安全性。滚动轴承通常以表面凹坑和剥落的方式失效,与常规疲劳失效相比,滚动接触疲劳失效更为复杂,涉及磨损、多轴疲劳载荷、材料相变等问题,导致轴承的实际使用寿命远短于设计寿命。因此,提高其抗滚动接触疲劳磨损性能是工业界和学术界面临的一大挑战。表面处理技术是提高表面质量的有效途径之一。类金刚石（Diamond-like carbon,DLC）薄膜具有摩擦系数低、高硬度、高弹性模量、高导热率、耐磨性好和化学惰性等独特的物理特性,近年来其摩擦、磨损和疲劳行为受到许多研究者的关注。然而,对DLC薄膜接触疲劳性能的研究工作主要集中在宏观尺度上的滚动接触疲劳寿命和机械性能,而对薄膜的微观失效机理和一些典型的微观尺度失效特征尚未得到很好的认识。本研究利用Teer CF-800封闭场非平衡磁控溅射技术在马氏体钢表面成功地制备了DLC薄膜,使用MJP-30型滚动接触疲劳试验机对有DLC薄膜和没有DLC薄膜的样品进行了滚动接触疲劳试验。通过对试件表面和截面的详细分析,探讨了DLC薄膜样品的滚动接触疲劳行为、失效机理以及耐腐蚀性能,为类金刚石薄膜在接触疲劳等方面的应用提供理论依据。论文所做的主要工作和结论如下:1.利用磁控溅射技术在马氏体钢表面沉积得到了致密均匀的DLC薄膜,其硬度和弹性模量较高,且DLC薄膜与马氏体钢基体之间具有较高的界面结合强度。2.应用MJP-30型滚动接触疲劳试验机对有DLC薄膜和没有DLC薄膜的样品进行了滚动接触疲劳试验。基于对失效表面及截面微观特征的详细分析,探讨了DLC薄膜在接触疲劳载荷下的失效特征和机理。结果表明,DLC薄膜试样的滚动接触疲劳寿命比基体的寿命显著提高,且薄膜磨损后试样的剩余寿命仍比原基体寿命长。其原因一方面在于DLC薄膜本身的硬度较高,另一方面在于DLC薄膜在滚动接触过程中形成了含碳转移膜,且转移膜具有石墨化特征,起到一定的润滑作用。3.薄膜试样滚动接触疲劳性能受基体表面粗糙峰和载荷条件等因素影响,其中表面粗糙峰影响最大。薄膜厚度3μm,处于接触最大应力分布的15μm范围内。在接触应力的作用下,微裂纹首先在基体表面的粗糙峰处产生,引起薄膜剥落并向四周扩展。随着循环次数的增加,当薄膜磨完后,基体材料裸露,在疲劳载荷的作用下产生大量塑性变形和疲劳裂纹,最终导致试样失效。4.采用数显恒温水浴锅对DLC薄膜试样进行了NaCl溶液腐蚀试验,并应用滚动接触疲劳试验机对腐蚀后的DLC薄膜试样进行了滚动接触疲劳性能研究。结果表明,DLC薄膜发生腐蚀的主要原因是由于薄膜表面存在孔隙等微观缺陷,使得基体发生严重腐蚀,腐蚀产物的不断堆积导致薄膜受到挤压而剥落。同时,腐蚀后的薄膜试样滚动接触疲劳寿命大幅降低且DLC薄膜本身结构未发生明显变化。