陈强
,
张而耕
,
张锁怀
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.01.020
目的 研究TiAlN及TiAlSiN涂层的微观结构及力学性能,以及硬质合金涂层刀具切削SUS304不锈钢的切削性能及磨损行为.方法 采用阴极电弧离子镀技术在硬质合金试片及铣刀上分别制备纳微米TiAlN及TiAlSiN涂层.通过X射线荧光测量系统测量涂层的厚度,用扫描电镜(SEM)观察涂层表面形貌,用能谱仪(EDAX)分析涂层元素成分,用X射线衍射(XRD)分析涂层晶相结构,用纳米压痕仪表征涂层硬度,用洛氏硬度计定性测量涂层结合力,通过高速铣削试验探究涂层刀具的切削性能及磨损行为.结果 TiAlN及TiAlSiN涂层的厚度分别为3.32μm和3.35μm,表面致密、光滑,高分辨率(20000×)下观察到涂层表面有液滴、针孔及凹坑存在.Si元素促进了TiN(200)晶相的生长,晶粒尺寸减小,硬度增加.TiAlN及TiAlSiN涂层的显微硬度分别为29.6 GPa及37.7 GPa,结合力分别满足VDI-3198工业标准的HF3和HF1等级.在130 m/min的高速切削条件下,TiAlSiN涂层刀具寿命约为未涂层刀具的5倍,TiAlN涂层刀具的1.5倍.结论 Si掺杂制备的TiAlSiN涂层具有高的硬度及良好的抗粘附性,更适用于不锈钢材料的高速切削加工.
关键词:
磨损
,
切削性能
,
失效
,
TiAlN
,
TiAlSiN
秦聪祥
,
曾鹏
,
胡社军
,
汝强
,
吴键
电镀与涂饰
doi:10.3969/j.issn.1004-227X.2006.06.005
利用等离子体辅助电孤沉积技术制备了不同成分的TiAlSiN多元薄膜,并研究了Si含量对薄膜组织结构、显微硬度和耐磨性的影响.XRD物相分析表明:薄膜主要由AlN和TiN组成.随着膜层中Si含量的增加,薄膜的结构由明显的柱状晶转变为致密的玻璃态结构,显微硬度逐渐提高,耐磨性能得到明显改善.
关键词:
TiAlSiN
,
电弧沉积
,
显微硬度
,
耐磨性
黄曼
,
张济
,
王启钧
,
赵凯
,
张罡
材料保护
目前,对TiAlSiN薄膜在800℃以上的抗高温氧化性研究较少.通过磁控溅射优化工艺在W18Cr4V高速钢基体上制备不同Si含量的TiAlSiN硬质薄膜,针对硬度最高的典型薄膜试样[Si含量为16.49％(原子分数)],分别在800℃和1 000℃下进行保温1h的大气热处理.利用SEM、EDS、XRD和纳米压痕仪对薄膜的形貌、成分、相结构和硬度等进行表征.结果表明:随着Si含量从无到有并增加,薄膜硬度呈现上升-下降-上升-陡降-缓降的趋势,当Si含量为16.48％(原子分数)时,薄膜硬度达到最大值26.43 GPa,薄膜由(Ti,Al)N和Si3N4构成复合结构;经800C大气热处理后薄膜表面生成大量的Al2O3,同未热处理试样相比,表面较为致密和平整;经1 000℃大气热处理后,膜层中的Ti、Al和Si元素外扩散形成TiO2和Ti2O3等多种氧化产物,导致薄膜表面凹凸不平,甚至剥落,薄膜硬度和抗氧化效果明显下降.
关键词:
磁控溅射
,
TiAlSiN
,
W18Cr4V高速钢
,
大气热处理
,
抗高温氧化性
秦聪祥
,
曾鹏
,
胡社军
,
汝强
钛工业进展
doi:10.3969/j.issn.1009-9964.2006.02.007
分别利用真空电弧沉积技术与等离子体辅助真空电弧沉积技术在不锈钢片、高速钢片和单晶硅片上沉积TiAlSiN多元薄膜,通过X射线衍射和扫描电镜对采用两种方法制备的薄膜物相及表面形貌进行了分析比较,测定了高速钢片上薄膜的显微硬度,进行了耐磨性实验.结果表明,采用离子束辅助沉积制备的薄膜,有(200)面的择优取向,薄膜的表面形貌得到改善,硬度和耐磨性提高.
关键词:
离子束辅助沉积
,
TiAlSiN
,
电弧离子镀
吴志立
,
李玉阁
,
吴彼
,
雷明凯
无机材料学报
doi:10.15541/jim20150096
采用高功率调制脉冲磁控溅射Al/(Al+Ti)原子比(x)分别为0.25、0.5和0.67的TiAlSi合金靶,溅射功率1～4 kW,氮气分压25％,工作气压0.3 Pa,在Si(100)和AISI 304奥氏体不锈钢基片上沉积了TiAlSiN纳米复合涂层.TiAlSiN涂层中氮含量保持在52.0at％～56.7at％之间,均形成了nc-TiAlN/a-Si3N4/AlN纳米晶/非晶复合结构.随着原子比x增加,非晶含量增加,涂层硬度先升高而后降低.当x=0.5时,硬度最高可达28.7 GPa.溅射功率升高可提高溅射等离子体中金属离化程度,促进涂层调幅分解的进行,形成了界面清晰的非晶包裹纳米晶结构,且晶粒尺寸基本保持不变.当x=0.67时,溅射功率由1 kW上升到4 kW时,硬度由16.4 GPa升至21.3 GPa.不同靶材成分和溅射功率条件下沉积的TiAlSiN涂层的磨损率为(0.13～6.25)×10-5 mm3/(N·m),具有优良的耐磨性能.当x=0.67,溅射功率2 kW时,nc-TiAlN/a-Si3N4纳米复合涂层具有最优的耐磨性能.
关键词:
高功率调制脉冲磁控溅射
,
TiAlSiN纳米复合涂层
,
微结构
,
硬度
,
磨损
