工作气压对TiBN/TiAlSiN纳米多层涂层的结构和性能影响

• 作者: 王泽松 韩滨 项燕雄 田灿鑫 邹长伟 付德君
• 来源期刊: 中国表面工程
• 关键词: TiBN/TiAlSiN 多弧离子镀 工作气压 纳米多层涂层 微观结构
• 年，卷（期）: 2020,（6）
• 所属期刊栏目: 表面工程研究|Surface Engineering Research
• 页码范围: 77-85
• 页数: 9页
• 分类号: TG174
• 语种: 中文
• DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20200911001

摘要

为应对高速干式切削、工磨具行业对新型防护涂层的需求,制造高硬度、耐摩擦磨损的纳米复合涂层具有巨大的市场前景.采用阴极多弧离子镀技术,在不同的工作气压下用TiB2和TiAlSi合金靶作为阴极蒸发靶材,在硬质合金衬底上分别沉积了 TiBN,TiAlSiN涂层和TiBN/TiAlSiN多层涂层.借助于XRD、XPS、SEM、AFM和HRTEM对涂层的成分、形貌及微观结构进行表征分析.并用纳米压痕硬度计和球盘式摩擦测试仪分别研究了涂层的硬度和摩擦磨损性能.研究结果表明:TiBN/TiAlSiN涂层呈现一种非晶相包裹纳米多晶相的微观结构形态,工作气压越高,涂层表面越趋于光滑;涂层在1.0 Pa工作气压下涂层显微硬度值达到38 GPa;在2.0 Pa的工作气压下,涂层显微硬度值约34 GPa,摩擦因数低于0.29.与TiBN和TiAlSiN涂层相比,TiBN/TiAlSiN纳米多层涂层的机械、摩擦学性能更加优越,这为应用在干式切削、磨削工具领域的硬质润滑多层涂层的制备与研究指明了一条方向.