彭笑
,
朱丽慧
,
刘一雄
材料导报
概述了物理气相沉积(PVD)技术制备TiAlSiN涂层的研究现状及发展趋势,详细分析了Si元素的添加及Si与Al元素的含量对TiAlSiN涂层的微观结构、力学性能、高温抗氧化性和热稳定性的影响.解决PVD制备TiAlSiN涂层较低的膜基结合力和较大的残余应力等问题应是今后重点研究的方向.
关键词:
物理气相沉积
,
TiAlSiN涂层
,
微观结构
,
力学性能
,
抗氧化性
,
热稳定性
张而耕
,
王琴雪
,
张锁怀
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2017.03.039
目的 为了提高涂层硬质合金刀具的切削性能,研究了物理气相沉积PVD法制备的涂层硬质合金铣刀在高速干式环境下的铣削性能.方法 采用阴极电弧技术制备了TiN、TiAlN以及TiAlSiN涂层硬质合金铣刀刀头,通过一同沉积涂层的硬质合金圆片,间接测量得出涂层的显微硬度、厚度和平均摩擦系数,并以CoCrMo合金为切削对象,进行了PVD涂层与无涂层刀具高速铣削下的对比试验.结果 TiAlSiN显微硬度最高达3800HV,摩擦系数达0.3,TiAlN涂层平均膜厚为2μm,间接测得TiN、TiAlN以及TiAlSiN涂层的结合力依次为60、58、42 N.在三者的切削性能中,TiAlSiN涂层的切削性能比TiAlN和TiN涂层的好,同等切削参数时,TiN刀具的高速铣削时间最短,TiAlSiN涂层的平均磨损值为0.1895,TiN的平均磨损值为0.3047.结论 涂层中添加A1、Si,极大地提高了刀具的使用性能,改善了刀具切削过程中的耐磨性、红硬性,极大地延长了刀具的使用寿命.TiAlSiN涂层的硬度高,耐磨损性好,切削性能好,适合高速铣削加工.
关键词:
高速铣削
,
阴极电弧
,
涂层刀具
,
TiAlSiN涂层
,
红硬性
,
切削磨损
汤成建
,
孔德军
材料热处理学报
采用阴极离子镀在H13钢表面制备了TiAlSiN涂层,通过扫描电镜、X射线衍射仪、原子力显微镜分析了涂层表面-界面形貌、物相和三维表面微观形貌.利用EDS面扫描分析了磨痕表面化学元素分布,讨论了高温对涂层摩擦磨损性能的影响.结果表明,TiAlSiN涂层表面主要元素由Ti、Al、Si和N组成,主要物相为(Ti,Al)N,未发现Si3N4相;高温氧化后生成的致密氧化膜Al2O3提高了涂层高温抗氧化性,SiO2降低了涂层表面摩擦因数,结构疏松的TiO2易导致涂层破裂和剥落;TiAlSiN涂层表面粗糙度高于基体表面粗糙度,磨痕表面Ti和Al元素出现贫集区,表明涂层被磨穿;在700、800和900℃下,涂层表面摩擦因数均在0.3左右,在700℃时磨损机制主要为氧化磨损和粘着磨损,在800℃和900℃时主要为氧化磨损,伴随着少量粘着磨损和磨粒磨损.
关键词:
阴极离子镀
,
TiAlSiN涂层
,
高温摩擦
,
磨损机制
汤成建
,
孔德军
材料热处理学报
采用阴极弧离子镀法在H13钢表面制备TiAlSiN涂层,通过SEM对TiAlSiN涂层表面和界面形貌进行了观察,通过EDS和XRD对其化学元素和物相进行了分析,利用划痕法测定了其结合强度,并对其界面结合机理进行了探讨.结果表明:TiAlSiN涂层表面主要成分为Ti、Al、Si和N元素,各元素分布均匀,未产生富集现象;高硬度的TiAlN是由Al原子以置换方式取代TiN中部分Ti原子生成的,且TiN和AlN晶粒得到细化,形成较为致密的结构,使涂层硬度得到了提高;Ti、Al、Si、N等原子在结合界面处发生相互扩散,是形成冶金结合的主要机制;TiAlSN涂层/H13钢体系具有较好的结合强度,用划痕法测得涂层界面结合强度为44 N.
关键词:
阴极弧离子镀
,
TiAlSiN涂层
,
面扫描
,
线扫描
,
结合强度
朱丽慧
,
宋诚
,
倪旺阳
,
刘一雄
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(16)64273-5
研究加入10% Si(摩尔分数)对 TiAlSiN 涂层的影响。采用阴极电弧蒸镀在 WC?Co 基体上沉积 Ti0.5Al0.5N、Ti0.5Al0.4Si0.1N 和 Ti0.55Al0.35Si0.1N 涂层，通过 X 射线衍射(XRD)、 X 射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、纳米压痕测量和划痕试验研究涂层的显微组织和力学性能，探讨 Si 对涂层的性能和结合失效模式的影响机理。结果表明：加入10% Si 后，涂层中形成非晶 Si3N4包覆(Ti,Al,Si)N 纳米晶的纳米复合结构。TiAlSiN 涂层的硬度和韧性升高，但结合强度下降。与 Ti0.55Al0.35Si0.1N 涂层相比, Ti0.5Al0.4Si0.1N 涂层的硬度较高但韧性较低。TiAlN 涂层由于韧性低、界面结合强，因此结合失效模式以楔形剥落为主。TiAlSiN 涂层由于韧性改善、但界面结合变差，因此结合失效模式以屈曲剥落为主。
关键词:
TiAlSiN涂层
,
TiAlN涂层
,
阴极电弧蒸镀
,
结合强度
