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《微量Al摻雜對TiN微觀結構及性能的影響.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在應用文檔-天天文庫。
1、材料2013年第18期(44)卷文章編號：10019731(20l3)182668—04微量A1摻雜對TiN微觀結構及性能的影響蘇永要，王錦標，田亮亮，趙海波，涂銘旌，趙黎寧。，鄧濤(1．重慶文理學院材料交義學科研究中心，重慶402160；2．四川大學分析檢測中心，四川成都610065；3．中國工程物理研究院機械制造藝研究所，四川綿陽62l900)摘要：采用離子輔助增強磁控濺射與離子蒸發(fā)鍍果。為此，涂層刀具工作者開展了大量f究工作如往二元組合源設備在高速鋼基體沉積出微量A1摻雜的基體表面預沉積過渡層，形成涂層成分、力學性能的梯TiN涂層(AlTiN)，利用掃描電子顯微鏡、X射線衍射度變化，以
2、提高基底的承載能力，改善膜基結合儀、顯微硬度計對涂層的組成成分、相結構、膜基結合力。J，取得了一定的進展。本文采用離子輔助增強力及顯微硬度進行了分析；用摩擦磨損實驗機及臺階磁控濺射與離子蒸發(fā)鍍技術的二元組合源設備，在M2儀分析了薄膜的摩擦磨損性能。研究了微量Al摻雜高速鋼表面制備微量Al摻雜A1一TiN涂層，對其成對薄膜的微結構及性能的影響。結果表明，TiN涂層分、結構、顯微硬度及耐磨損性能等進行了分析，并與中微量Al的存在使涂層的膜基結合力、耐摩擦磨損性TiN涂層進行了對比實驗。能得到明顯改善。2實驗關鍵詞：高速鋼；組合源；A1TiN；摩擦磨損中圖分類號：TG174．444；TB43文獻標
3、識碼：A將M2高速鋼基材加_L成010mm×3ram的圓形D()I：10．3969／j．issn．10019731．20l3．18．018試樣，依次用500和1500的SiC砂紙濕磨并拋光至鏡面，然后分別用丙酮、無水乙醇超聲波清洗5nlin，干l引言燥后放人真空室。TiN具有高硬度和優(yōu)良的耐磨損、耐腐蝕性能及鍍膜設備為離子輔助增強磁控濺射與離子蒸發(fā)鍍良好的化學穩(wěn)定性，是一種理想的刀具涂層材料¨。二元組合源鍍膜機，該設備配有4只矩形濺射源及1但隨著機械加工領域技術水平的提高和生產成本的控只坩堝蒸發(fā)源，町同時實現蒸發(fā)鍍和磁控濺射功能。制，以及高硬度難加工材料的廣泛應用，TiN涂層已不設備頂部配有
4、燈絲輔助離化裝置，可有效提高反應物能滿足現代加工技術的需要。當前涂層行業(yè)已經進入質的離化率。鍍膜時，先將真空度抽至5．0×10。Pa，到殲發(fā)多元、多層、復合納米涂層的新階段。FiA1N涂然后通入Ar并開啟燈絲加熱到300C左右，為提高膜層具有比TiN更好的抗氧化性能和摩擦學性能I。基結合力，在沉積TiN薄膜前，通過蒸發(fā)鍍沉積一層但TiAIN涂層的力學性能與高速鋼差別巨大，在高速薄Ti層(約100nm)，隨后通人工作氣體N制備TiN鋼基體涂覆TiAlN涂層易產生“薄冰”效應，即表面涂涂層；重復制備TiN涂層過程，同時對鈦鋁靶進行小層硬度很高，但基體承載能力不足，膜基結合力小，導電流(1A)濺射
5、，制備Al—TiN涂層。具體上藝如表1斂涂層使用過程f，過早脫落，起到應有的保護效所示，不含Al及含鋁涂層分別標爪為TiN、A1I、iN。表l涂層工藝參數Table1Parametersofcoatingpreparation樣品燈絲電流(A)基片偏壓(V)氣體流量比(Ar／N)氣壓(Pa)濺射電流(A)濺射電壓(V)鍍膜時間(nfin)TiN160l5030／1200．5005()A1TiNl60l503O／12OO．5l6505()用掃捕電子顯微鏡(SEM，型號：Quanta250)對涂微硬度，載荷0．49N，保載時間15s，測10個點取平均層橫斷面掃描，測得TiN、A1一TiN試樣涂層
6、厚度分別值；采用布氏壓痕法評價膜基結合力，載荷147ON，保為1．31、1．15m；采用掃描電子顯微鏡的EDX附件分載時『日J5s；利用瑞士CSEM公司生產的摩擦實驗機，析薄膜成分；用X射線衍射儀(XRD)檢測涂層微觀相采用銷盤式摩擦磨損實驗，評價試樣耐摩擦性能，載荷結構；用維氏微硬度計(號：TMVP一1)檢測試樣顯2N，滑動速度3cm／s，磨損半徑為3Inm，對磨副為*基金項目：國家自然科學基金資助項目(51275323)；重慶巾教委科學技術研究資助項日(KJ121225)；重慶市砌j前沿究計劃資助項H(cstc2013jcyjA5oo36)；重慶文理學院科研資助項H(R2012CJ13，
7、Y2012(60)收到初稿日期：2ol3o5—14收到修改稿日期：2o13一O725通訊作者：于錦標作者簡介：蘇永要(1980～)，男，河南濮陽人，助教，碩t，主要從事材料表面改性及性能研究。蘇永要等：微量Al摻雜對TiN微觀結構及性能的影響O6mmSiC球，磨損周期10000轉；用掃描電子顯微3．2顯微硬度鏡及光學顯微鏡(型號：BM12一D)觀察磨痕形貌及成圖2為不同工藝處理后試樣顯微硬度值。由于涂分；用臺
