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1、山東大學碩士學位論文目 錄摘 要IABSTRACTIII第一章 緒 論11.1 選題的意義11.2 耐磨涂層的制備技術(shù)21.2.1 化學氣相沉積21.2.2 物理氣相沉積21.3 耐磨涂層的發(fā)展現(xiàn)狀51.3.1 硬涂層51.3.2 軟涂層71.3.3 硬軟復(fù)合涂層91.4 耐磨涂層的作用機理和影響因素91.4.1 刀具磨損的原因91.4.2 耐磨涂層的作用機理91.4.3 影響涂層刀具性能的因素101.5 本課題的背景和由來111.6 本課題的研究內(nèi)容11第二章 實驗方法及原理132.1 磁控濺射離子鍍原理與設(shè)備132.1.1 磁控濺射離子鍍原理132.1.2 磁控濺射離子鍍偏
2、置基體的伏安特性132.1.3 封閉場非平衡磁控濺射離子鍍設(shè)備152.2 涂層試樣的制備162.2.1 基體材料的選取與基體預(yù)處理162.2.2 涂層沉積工藝設(shè)計162.3 涂層性能測試192.3.1 涂層厚度的測量192.3.2 涂層硬度的測試192.3.3 涂層附著性的測試202.3.4 涂層摩擦性能的測試212.4 涂層成分及組織結(jié)構(gòu)分析22第三章 多元氮化物涂層的結(jié)構(gòu)和性能研究23IV山東大學碩士學位論文3.1 多元氮化物涂層的性能測試結(jié)果233.1.1 多元氮化物涂層的厚度233.1.2 多元氮化物涂層的硬度233.1.3 多元氮化物涂層的附著性233.2 多元氮化物
3、涂層的成分及組織結(jié)構(gòu)263.2.1 多元氮化物涂層的成分263.2.2 多元氮化物涂層的XRD分析283.2.3 多元氮化物涂層的TEM分析303.3 討論分析323.4 本章小結(jié)34第四章 MoS2-Ti涂層354.1 MoS2-Ti涂層的性能測試結(jié)果354.1.1 MoS2-Ti涂層的硬度354.1.2 MoS2-Ti涂層的附著性354.1.3 MoS2-Ti涂層的摩擦性能374.2 MoS2-Ti涂層的成分及組織結(jié)構(gòu)384.3 討論分析404.4 多元氮化物+MoS2-HTi復(fù)合涂層的附著性及分析404.5 本章小結(jié)42第五章 涂層的工業(yè)應(yīng)用435.1 涂層在汽車生產(chǎn)業(yè)的
4、應(yīng)用435.2 涂層在鋁合金加工業(yè)的應(yīng)用445.3 涂層在不銹鋼加工業(yè)的應(yīng)用475.4 涂層工業(yè)應(yīng)用的經(jīng)濟和社會效益485.4.1 涂層工業(yè)應(yīng)用的經(jīng)濟效益485.4.2 涂層工業(yè)應(yīng)用的社會效益495.5 本章小結(jié)50第六章 結(jié) 論516.1 結(jié)論516.2 本文的創(chuàng)新點51參考文獻52致 謝57攻讀學位期間發(fā)表的論文58IV山東大學碩士學位論文摘 要涂層技術(shù)是提高刀具性能的重要手段。為了獲得性能優(yōu)良的刀具涂層，本文對多元氮化物涂層和MoS2-Ti涂層的進行了制備和研究，并在實際工業(yè)應(yīng)用中對涂層的使用性能進行了測試，試圖找到不同涂層的適用范圍。采用封閉場非平衡磁控濺射離子鍍技術(shù)制
5、備了TiAlN、CrTiAlN、CrSiN多元氮化物涂層、MoS2-Ti涂層以及多元氮化物+MoS2-Ti復(fù)合涂層。通過引入中間過渡層的方法來提高涂層與基體的結(jié)合強度。測試了涂層的硬度、附著性和摩擦性能，研究了涂層的成分和組織結(jié)構(gòu)與其硬度、附著性和摩擦性能的關(guān)系。并把研制的涂層應(yīng)用于多種刀具上，加工結(jié)構(gòu)鋼、鋁合金和不銹鋼零件。TiAlN、CrTiAlN、CrSiN多元氮化物涂層的硬度都大于2000HV，其中CrSiN涂層的硬度達到2730HV。劃痕試驗表明，涂層與基體的結(jié)合強度高，TiAlN涂層的臨界載荷Lc＝58N，CrTiAlN和CrSiN涂層的臨界載荷Lc＞60N。CrT
6、iAlN和CrSiN涂層具有優(yōu)良的綜合性能。在基體與多元氮化物涂層之間加入Ti/TiN或Cr/CrN中間過渡層大大提高了涂層的附著性，Cr/CrN中間過渡層的效果更好。MoS2-Ti涂層具有類似非晶的結(jié)構(gòu)，共沉積的鈦原子間隙固溶于相鄰的硫原子層之間，涂層的無序度隨鈦含量的升高而增大。MoS2-Ti涂層具有優(yōu)異的附著性，臨界載荷Lc＞100N。MoS2-Ti涂層的硬度隨鈦含量的升高而提高，MoS2-HTi涂層的硬度為980HV，比MoS2涂層的硬度550HV高將近一倍。在大氣環(huán)境中的球盤磨損試驗顯示，MoS2-HTi涂層的耐磨性比MoS2涂層好，MoS2-HTi涂層的比磨損率為3
7、.2×10-17m3·N-1·m-1。MoS2-Ti涂層的摩擦系數(shù)隨鈦含量的升高而稍微增大，并且高載荷下摩擦系數(shù)較小。MoS2-HTi涂層的摩擦系數(shù)低于0.07，保持了MoS2涂層低摩擦的特性。MoS2-Ti涂層不僅與高速鋼基體具有優(yōu)異的結(jié)合性，還能與多元氮化物涂層形成很好的結(jié)合，多元氮化物+MoS2-Ti復(fù)合涂層也具有優(yōu)良的附著性。研制的多種涂層IV山東大學碩士學位論文在多家企業(yè)選擇了多種刀具進行現(xiàn)場試驗，針對不同切削加工條件，特別是難加工材料，調(diào)整涂層成分、結(jié)構(gòu)，優(yōu)化涂層種類和工藝，使工
