氮气分压对AlCrTiSiN超晶格涂层微观结构及力学性能的影响
本文选题:多弧离子镀 切入点:超晶格涂层 出处:《中国表面工程》2015年02期
【摘要】:超晶格涂层因具有优异的力学性能及抗氧化性能在刀具涂层工业中备受关注。采用多弧离子镀技术在高速钢表面制备了AlCrTiSiN涂层,研究了氮气分压对AlCrTiSiN涂层微观结构及力学性能的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜研究了AlCrTiSiN涂层的微观结构;利用纳米压痕仪、划痕仪和磨损仪研究了AlCrTiSiN涂层的力学性能。结果表明:不同氮气分压的AlCrTiSiN涂层均由(Cr,Al)N相、(Ti,Al)N相和(Cr,Al)2N相以及非晶态的Si相和Si3N4相组成。与氮气分压为4Pa的涂层相比,氮气分压为2或3Pa的涂层具有更高的硬度、抗载荷能力和涂层-基体结合强度,以及更低的摩擦因数及磨损率。此外,45钢和铸铁切削试验表明:AlCrTiSiN涂层刀具较AlCrN涂层刀具有更好的切削性能,无涂层刀具具有最差的切削性能。
[Abstract]:Superlattice coatings have attracted much attention in the tool coating industry because of their excellent mechanical properties and oxidation resistance.AlCrTiSiN coating was prepared on the surface of high speed steel by multi-arc ion plating. The effect of nitrogen partial pressure on the microstructure and mechanical properties of AlCrTiSiN coating was studied.The microstructure of AlCrTiSiN coating was studied by means of X-ray diffractometer, scanning electron microscope (SEM) and atomic force microscope (AFM), and the mechanical properties of AlCrTiSiN coating were studied by nano-indentation instrument, scratch tester and wear tester.The results show that the AlCrTiSiN coatings with different nitrogen partial pressures are made up of the AlCrTiSiN phase and the amorphous Si phase and the Si3N4 phase.Compared with the coating with nitrogen partial pressure of 4Pa, the coating with nitrogen partial pressure of 2 or 3Pa has higher hardness, load resistance, coating substrate bonding strength, lower friction coefficient and wear rate.In addition, the cutting tests of steel and cast iron show that the cutting performance of the WAlCrTiSiN coated tool is better than that of the AlCrN coated tool, and the uncoated tool has the worst cutting performance.
【作者单位】: 芜湖职业技术学院机械工程学院;安徽工业大学材料学院;
【基金】:国家自然科学基金(51305002) 安徽省自然科学基金(1408085QE92)
【分类号】:TG174.4
【参考文献】
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【共引文献】
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1 莫继良;朱e,
本文编号:1705051
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