电弧离子镀偏压对TiAlSiN涂层结构及性能的影响

发布时间：2024-07-02 18:33

　　目的探究脉冲偏压对TiAlSiN涂层结构及力学性能、耐磨性能、抗氧化性能的影响规律及机制。方法采用阴极电弧离子镀膜技术,调控偏压参数并在M2高速钢上沉积TiAlSiN涂层,利用SEM、XRD、3D轮廓仪、金相显微镜、划痕仪、摩擦磨损试验仪等仪器及高温氧化试验,对涂层结构及性能进行分析表征。结果偏压为50 V时,涂层主要为AlN相;偏压高于75 V时,涂层以固溶的(Ti,Al)N相为主,TiAlSiN涂层存在较强的(200)面择优取向。偏压由50 V增大至150 V时,涂层的致密性增加,表面粗糙度先降低后上升,涂层结合力先增大后降低。TiAlSiN涂层的磨损方式主要是磨粒磨损,受物相结构、涂层致密性的影响,偏压为100～150 V时,涂层的耐磨性能优异。涂层1000℃氧化4 h后,表面氧化程度不同,主要受物相结构、致密性、表面孔隙的多重影响,hcp-AlN相比(Ti,Al)N相更易氧化;偏压增大使得涂层沉积更为致密,氧化层深度变浅;涂层孔隙增加,表面形成的Al₂O₃团簇增多。结论偏压100V下TiAlSiN涂层的综合性能最优,涂层结合力为46....

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【部分图文】：

图1镀膜机结构示意图

采用国产AS700DTXB型真空阴极电弧离子镀膜机（见图1）沉积涂层，圆形M2高速钢（W6Mo5Cr4V2，?28×5mm）为基底。99.99%氩气作为保护气体，99.99%N2为工作气体。镀膜腔内装置2列平行竖直靶，分别装置Cr靶与TiAlSi合金靶。试验靶材：99.99....

图2不同偏压下TiAlSiN涂层的表面形貌

不同偏压下制备TiAlSiN涂层XRD衍射图谱的变化如图4所示，试验未检测到Si的相关相，结合TiAlSiN的存在形式，推断Si以非晶的形式存在于涂层中。本文制备的TiAlSiN涂层主要由hcp-AlN相和固溶(Ti,Al)N相组成，符合TiAlSiN主....

图3不同偏压下TiAlSiN涂层粗糙度与厚度的变化关系

图2不同偏压下TiAlSiN涂层的表面形貌图4不同偏压下TiAlSiN涂层的XRD图谱

图4不同偏压下TiAlSiN涂层的XRD图谱

图3不同偏压下TiAlSiN涂层粗糙度与厚度的变化关系2.3力学性能变化

本文编号：3999837