等离子氮化—多弧镀TiN/TiCN多层涂层制备及性能研究

发布时间：2021-12-18 17:34

　　为了进一步优化TiN/TiCN涂层的制备工艺,提高其使用性能,本文采用多弧离子镀（Arc ion plating）,在经过离子氮化和等离子氮碳共渗处理后的DC53模具钢上沉积TiN/TiCN涂层。设计了三种不同交替沉积结构的TiN/TiCN涂层,通过X射线衍射仪（XRD）、X射线光电子能谱（XPS）、扫描电镜（SEM）、能谱分析（EDS）、透射电镜（TEM）、划痕法、摩擦磨损实验等表征方法,对不同涂层成分、结构、结合力、摩擦性能等进行了分析。系统研究了不同交替沉积结构TiN/TiCN涂层性能的差异和DC53基体表面氮化处理对TiN/TiCN涂层性能的影响。主要结果如下:DC53基体上沉积的三种不同交替沉积结构的TiN/TiCN涂层A1、A2、A3,分析表明,三种涂层物相均为Ti（C,N）固溶相和非晶碳相;不同交替沉积结构的TiN/TiCN涂层A1、A2、A3表面均存在大颗粒和凹坑,A3涂层表面粗度较大,涂层表面粗糙度的大小直接影响涂层的使用;A2、A3涂层较A1涂层具有较好的结合力;不同材料作为摩擦副材料时,涂层的耐磨性不同,钢球对磨时涂层的磨损较为严重,就整体耐磨性来看,A2涂层耐磨... 

【文章来源】：安徽工业大学安徽省

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
引言
第一章 文献综述
    1.1 硬质涂层概况及离子镀技术
        1.1.1 硬质涂层的发展
        1.1.2 涂层材料的特殊性
        1.1.3 涂层制备方法
        1.1.4 多弧离子镀
    1.2 TiCN涂层的研究现状
    1.3 等离子表面氮化技术
        1.3.1 等离子氮化原理
        1.3.2 等离子氮化相图
    1.4 氮化处理-PVD复合涂层
        1.4.1 复合涂层的设计理念
        1.4.2 复合涂层研究现状
    1.5 本论文研究意义和研究内容
第二章 实验方案及方法
    2.1 实验材料
    2.2 氮化基体的制备及工艺设计
    2.3 涂层的制备
        2.3.1 镀膜设备
        2.3.2 基体前处理
        2.3.3 涂层沉积
    2.4 涂层微观组织与性能表征
        2.4.1 涂层微观结构分析
第三章 不同多弧镀工艺TiN/TiCN涂层组织性能的研究
    3.1 组织结构分析
        3.1.1 XRD物相分析
        3.1.2 涂层化学态分析
    3.2 薄膜表面形貌分析
    3.3 涂层力学性能分析
        3.3.1 涂层维氏硬度分析
        3.3.2 涂层结合力分析
    3.4 涂层摩擦磨损性能分析
        3.4.1 钢球对磨
        3.4.2 Al_2O_3球对磨
    3.5 本章小结
第四章 离子氮化对TiN/TiCN涂层组织和性能的影响
    4.1 XRD组织结构分析
    4.2 涂层力学性能分析
        4.2.1 涂层维氏硬度分析
        4.2.2 涂层结合力分析
    4.3 涂层摩擦磨损性能分析
        4.3.1 钢球对磨
        4.3.2 Al_2O_3球对磨
    4.4 本章小结
第五章 等离子氮碳共渗对TiN/TiCN涂层组织和性能的影响
    5.1 XRD组织结构分析
    5.2 复合涂层结构分析
    5.3 涂层力学性能分析
        5.3.1 涂层维氏硬度分析
        5.3.2 涂层结合力分析
    5.4 涂层摩擦磨损性能分析
        5.4.1 钢球对磨
        5.4.2 Al_2O_3球对磨
    5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
在校研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3542866