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YT30刀具表面磁控溅射AlTiCrN涂层的微观组织及摩擦性能

发布时间:2021-06-22 16:33
  为改善刀具性能以及优化磁控溅射参数,研究了Al Ti Cr N涂层的制备工艺优化过程,并对其组织结构与膜基结合力进行了分析,比较了不同载荷条件下的涂层耐磨性。研究结果表明,沉积时间120 min,沉积功率200 W为较优的磁控溅射参数。Al Ti Cr N涂层的物相组成为Al Ti Cr N、Al和Cr N。Al Ti Cr N(111)峰表现为尖锐的衍射峰结构,涂层达到了很高的结晶程度。涂层主要由三角锥结构组成,间隙内还生成了许多细小晶粒。涂层上层区域主要由柱状晶构成,下层主要由纤维晶粒构成。Al Ti Cr N涂层进行划痕测试发现载荷为19 N和32 N的部位出现了摩擦力突变。通过磁控溅射涂层的YT30刀具比未镀膜刀具有更低的摩擦因数,表明对刀具进行Al Ti Cr N涂层涂覆后能够显著改善刀具耐磨性。当加载载荷增大后,涂覆涂层的刀具磨痕深度表现出更为平缓过渡。提高载荷到5 N后,在磨痕的两侧形成了大量的磨屑,其宽度也明显增大,并未发生涂层剥落现象。 

【文章来源】:金属热处理. 2020,45(11)北大核心CSCD

【文章页数】:5 页

【部分图文】:

YT30刀具表面磁控溅射AlTiCrN涂层的微观组织及摩擦性能


Al Ti Cr N涂层的XRD图谱

形貌,涂层,结合力,XRD图谱


Al Ti Cr N涂层的表面(a)与截面(b)形貌

形貌,划痕,涂层,形貌


图3为对Al Ti Cr N涂层进行划痕测试所得的结果,采用声发射方法进行测试后发现位于19和32 N的部位摩擦力出现了突变,进行划痕测试期间,摩擦力信号并没有保持稳定状态,经判断认为临界载荷接近32 N。在载荷未超过10 N的情况下,只在涂层表面形成了轻微的划痕,深度也较小;随着载荷增大至10~18 N之间时,形成了更宽的划痕,并且其表面也较为光滑,并未发生涂层剥落现象;随着载荷增大至18~31 N之间时,摩擦力发生明显的增加,之后划痕深度和宽度都逐渐增加,同时还可以观察到涂层边缘区域生成了许多细小的碎片,不过此时划痕表面依然保持光滑的形态,并未发生涂层剥落;随着载荷增大至31 N以上,摩擦力的波动变化明显,出现了涂层剥落情况。2.3 耐磨性能分析

【参考文献】:
期刊论文
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[3]AlTiCrN涂层结合界面组织特征与结合性能[J]. 孔德军,付贵忠,王文昌,郭皓元.  工程科学学报. 2015(12)
[4]PVD CrN和CrSiN涂层在海水环境中的腐蚀和磨损行为(英文)[J]. 单磊,章杨荣,王永欣,李金龙,蒋欣,陈建敏.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2016(01)



本文编号:3243170

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