曾华智
,
王海
,
沈军
表面技术
doi:10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2016.02.012
目的：通过梯度基体负偏压沉积工艺,获得综合性能优良的TiN涂层。方法采用多弧离子镀工艺,在0~-180 V连续变化的梯度基体负偏压参数下沉积梯度TiN涂层。通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜对涂层的物相结构和形貌进行分析,通过纳米压痕和纳米划痕对涂层的力学性能进行系统研究。结果与无梯度沉积的涂层相比,梯度基体负偏压沉积TiN涂层的(111)晶面衍射峰减小,厚度增加,表明涂层的沉积速率增大。经测试,梯度涂层的断裂临界载荷Lc2=215.21 mN,硬度值H=31.2 GPa,弹性模量E=498 GPa,塑性变形临界载荷Ly=81.65 mN；无梯度沉积涂层的Lc2=248.63 mN,H=29.6 GPa,E=452 GPa,Ly=23.39 mN。二者相比之下,梯度涂层虽然断裂临界载荷有所减小,但硬度值和弹性模量均有所增大,并且塑性增大,塑性变形临界载荷大幅增加,综合力学性能提高。结论梯度基体负偏压沉积工艺改变了常规的单一参数设置,在沉积过程中,基体负偏压对涂层生长的影响不断改变,获得的涂层具有结构上的梯度变化,从而力学性能得到了改善。
关键词:
多弧离子镀
,
TiN
,
梯度涂层
,
纳米压痕
,
纳米划痕
,
力学性能
王勤英
,
西宇辰
,
刘晓宇
,
刘双
,
白树林
,
刘宗德
中国有色金属学报(英文版)
doi:10.1016/S1003-6326(17)60081-5
为提高碳钢的耐腐蚀性能,利用高功率连续半导体激光器分别以6和12 mm/s的熔覆速度,在E235低碳钢基体上成功制备了哈氏合金涂层.利用稀硝酸溶液溶去E235钢基体后,获得激光熔覆层与钢基体之间的界面,并对该界面的显微组织、化学组分以及力学性能进行系统研究.研究发现在涂层/基体界面上的晶界处,存在着一种特殊"边缘",而这种特殊"边缘"由真实晶界与发生晶界腐蚀后留下的腐蚀痕迹所组成.界面主要呈现出由激光熔覆后迅速冷却和Ni元素向界面扩散而导致的奥氏体组织.另外,以12 mm/s的激光熔覆速度制备的涂层及其界面比6 mm/s情况下制备的涂层及其界面具有更高的硬度,而涂层/基体界面上的晶界与对应的晶粒相比具有更高的摩擦因数.同时,激光熔覆速度越快,界面上的晶粒尺寸越细小,界面处Ni和Fe的扩散速度越低,摩擦学性能越优异.
关键词:
哈氏合金熔覆层
,
激光熔覆
,
界面
,
显微组织
,
纳米划痕
