Ti-B-N纳米复合涂层的设计、制备及性能

• 作者: 刘艳梅 王铁钢 郭玉垚 柯培玲 蒙德强 张纪福
• 来源期刊: 金属学报
• 关键词: 涂层强化 磁控溅射 Ti-B-N涂层 靶材溅射功率 纳米硬度
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 页码范围: 1521-1529
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.4
• 语种: 中文
• DOI: 10.11900/0412.1961.2020.00087

摘要

利用脉冲直流磁控溅射技术研制Ti-B-N涂层,通过降低反应气体N2流量,减少涂层中a-BN(a代表非晶)软质相的含量,增大TiB2靶溅射功率,提高硬质相TiB的含量,形成nc-(Ti2N,TiB2)/a-BN (nc代表纳米晶)纳米复合结构,实现涂层增韧和强化.系统研究了TiB2靶溅射功率对Ti-B-N涂层成分、微观结构和性能的影响,利用EDS、HRTEM、SEM、XRD、纳米压痕仪和划痕测试仪对涂层进行表征和测试,利用球-盘式摩擦磨损试验机测试涂层摩擦学性能.结果 表明,随着TiB2靶溅射功率增加,Ti-B-N涂层结构逐渐由nc-Ti2N/a-BN演变成hcp-TiB2/a-BN;Ti-B-N涂层的纳米硬度也逐渐增加,当TiB2靶溅射功率为2.4 kW时,涂层硬度最高,约为33.8 GPa;此时Ti-B-N涂层的摩擦系数和磨损率也最低,分别为0.55和2.1×10-4 μm3/(N·μm),涂层耐磨性能最佳.