添加Y对电弧离子镀TiAlN薄膜结构和摩擦磨损性能的影响

• 作者: 周峰 尚光明 张健 胡明 赵宗科 郭策安
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: TiAlN薄膜 TiAlYN薄膜 CrNi3MoVA钢 电弧离子镀 硬度 弹性模量 摩擦磨损
• 年，卷（期）: 2018,（10）
• 所属期刊栏目: 表面摩擦磨损与润滑
• 页码范围: 139-144
• 页数: 6页
• 分类号: TG174.442
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2018.10.018

摘要

目的 为进一步提高电弧离子镀TiAlN薄膜的摩擦磨损性能,研究添加元素Y对CrNi3MoVA钢表面电弧离子镀TiAlN薄膜微观组织结构、硬度、弹性模量及摩擦磨损性能的影响.方法 采用Ti-50Al和Ti-49Al-2Y合金靶,利用电弧离子镀技术在CrNi3MoVA钢表面制备两种氮化物薄膜,利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分别测试了两种薄膜的硬度、弹性模量和摩擦系数,并用SEM、TEM、EDS、GIXRD分析了两种薄膜磨损前后的形貌、成分、相结构.结果 添加Y降低了TiAlN薄膜的晶粒尺寸,使其由柱状晶结构转变为近似等轴晶结构.TiAlYN薄膜的硬度较TiAlN薄膜提高了约25％,其弹性模量与TiAlN薄膜相近.与Si3N4对磨时,在加载载荷为20 N、往复行程为10mm、往复速率为400r/min的条件下,TiAlN薄膜的稳定摩擦系数为0.70～0.75,而TiAlYN薄膜的稳定摩擦系数为0.60～0.65,TiAlYN薄膜的磨损率较TiAlN薄膜的磨损率减小了约47％.TiAlN薄膜与TiAlYN薄膜的主要磨损机制均为刮擦磨损,TiAlN薄膜的失效机制主要是脆性裂纹导致的剥落.结论 添加Y对TiAlN薄膜具有明显的减摩耐磨作用,并提高了TiAlN薄膜在摩擦磨损过程中的抗开裂和抗剥落性能.

作者信息

序号	姓名	单位	发文数	被引次数	H指数	G指数
1	张健	沈阳理工大学装备工程学院	70	283	9.0	11.0
2	尚光明		3	6	1.0	2.0
3	胡明	沈阳理工大学装备工程学院	13	26	2.0	4.0
5	赵宗科	沈阳理工大学装备工程学院	2	3	1.0	1.0
6	周峰	沈阳理工大学装备工程学院	3	8	2.0	2.0