多弧离子镀Ti-Al-Zr-Cr-N系双层膜的结构与力学性能

稀有金属, 2016, 45(5): 1320-1324.

多弧离子镀Ti-Al-Zr-Cr-N系双层膜的结构与力学性能

赵时璐 ^1, , 张震 ^2, , 张钧 ^3, , 王双红 ^4, , 张正贵 ^5,

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基金项目: 沈阳市科技计划(F14-231-1-19) 辽宁省自然科学基金(2014020096)

关键词：多弧离子镀 , (Ti,Al,Zr)N/(Ti,Al,Zr,Cr)N , CrN/(Ti,Al,Zr,Cr)N , 显微硬度 , 结合力

Microstructure and Mechanical Properties of Ti-Al-Zr-Cr-N Bilayer Films Deposited by Multi-arc Ion Plating

Keywords： multi-arc ion plating , (Ti, Al, Zr)N/(Ti, Al, Zr, Cr)N , CrN/(Ti, Al, Zr, Cr)N , microhardness , adhesive force

采用多弧离子镀技术和Ti-Al-Zr合金靶及Cr单质靶,在WC-8％Co硬质合金基体上制备了(Ti,Al,Zr)N/(Ti,Al,Zr,Cr)N和CrN/(Ti,Al,Zr,Cr)N 2种四元双层氮化物膜.利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)和X射线衍射仪(XRD)分析2种双层膜的微观组织、成分和结构;利用划痕仪和显微硬度计对比2种双层膜的力学性能.结果表明,获得的2种双层膜均具有B1-NaCl型的TiN面心立方结构;双层膜的组织均是典型的柱状晶结构;沉积偏压为-50～-200 V时,双层膜的力学性能均优于(Ti,Al,Zr,Cr)N单层膜,并与Ti-Al-Zr-Cr-N系梯度膜的力学性能相当,同时(Ti,Al,Zr)N/(Ti,Al,Zr,Cr)N双层膜可获得更高的硬度(HV0.01最高值为41 GPa),而CrN/(Ti,Al,Zr,Cr)N双层膜可获得更强的膜层与基体间结合力(所有值均大于200 N).

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