TaC含量对Ti（C,N）-18%Ni金属陶瓷基体及其CVD涂层组织、性能的影响

发布时间：2021-07-18 08:07

　　采用传统的粉末冶金方法制备了不同TaC含量Ti（C,N）-18Ni金属陶瓷,利用化学气相沉积技术在所制备的金属陶瓷基体上沉积TiN/TiCN/Al2O3/TiN多层复合涂层,通过不同的方法表征了基体和涂层的组织和力学性能。结果表明:TaC含量为6%时（质量分数,下同）,金属陶瓷的晶粒细小且分布均匀,组织最为致密,表现出优异的机械性能。TaC的添加细化了金属陶瓷晶粒,为涂层生长提供了更多形核点,从而改变了涂层的组织和性能。基体中部分元素扩散到涂层中,改变了涂层的晶格常数。当TaC含量为6%时,涂层与金属陶瓷的结合力达到最大,为127.8 N。 

【文章来源】：硬质合金. 2020,37(03)

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

金属陶瓷显微组织：（a)Q1-0%TaC;(b)Q2-3%TaC;(c)Q3-6%TaC;(d)Q4-9%TaC;(e)Q5-12%TaC

图1 金属陶瓷显微组织：（a)Q1-0%TaC;(b)Q2-3%TaC;(c)Q3-6%TaC;(d)Q4-9%TaC;(e)Q5-12%TaC从表3中可以看出，随着TaC含量增加，金属陶瓷的硬度呈现下降的规律。Ti(C,N)的硬度约为3 300 HV[14],TaC的硬度约为2 000 HV[15]。随着TaC在金属陶瓷体系中的含量越来越多，Ti(C,N)的含量减少，所以导致了金属陶瓷硬度降低。晶粒长大和结构不完善也会导致金属陶瓷硬度下降。横向断裂强度上升的原因主要由晶粒变小造成的。根据霍尔佩奇公式，横向断裂强度和晶粒大小成反比。细化的晶粒、完整的微观组织和适中的环形相厚度等因素使得当TaC含量为6%时基体的横向断裂强度最大[6]。当金属陶瓷晶粒较为粗大时，材料的断裂方式以穿晶断裂为主，裂纹路径平直且较长，说明其断裂韧性较差。当加入6%TaC后，断裂方式以沿晶断裂为主，裂纹路径偏转且曲折，消耗了大量的断裂能，说明断裂韧性得到提高。

不同TaC含量涂层金属陶瓷XRD衍射图：（a)Q1;(b)Q2;(c)Q3;(d)Q4;(e)Q5

【参考文献】：
期刊论文
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[6]WC粒径对Ti（C,N）基金属陶瓷组织和性能的影响[J]. 瞿峻,熊惟皓,姚振华,蔺绍江,陈肖.  硬质合金. 2010(06)
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本文编号：3289188