目的探究脈沖偏壓對(duì)TiAlSiN涂層結(jié)構(gòu)及力學(xué)性能、耐磨性能、抗氧化性能的影響規(guī)律及機(jī)制。方法采用陰極電弧離子鍍膜技術(shù),調(diào)控偏壓參數(shù)并在M2高速鋼上沉積TiAlSiN涂層,利用SEM、XRD、3D輪廓儀、金相顯微鏡、劃痕儀、摩擦磨損試驗(yàn)儀等儀器及高溫氧化試驗(yàn),對(duì)涂層結(jié)構(gòu)及性能進(jìn)行分析表征。結(jié)果偏壓為50 V時(shí),涂層主要為AlN相;偏壓高于75 V時(shí),涂層以固溶的(Ti,Al)N相為主,TiAlSiN涂層存在較強(qiáng)的(200)面擇優(yōu)取向。偏壓由50 V增大至150 V時(shí),涂層的致密性增加,表面粗糙度先降低后上升,涂層結(jié)合力先增大后降低。TiAlSiN涂層的磨損方式主要是磨粒磨損,受物相結(jié)構(gòu)、涂層致密性的影響,偏壓為100～150 V時(shí),涂層的耐磨性能優(yōu)異。涂層1000℃氧化4 h后,表面氧化程度不同,主要受物相結(jié)構(gòu)、致密性、表面孔隙的多重影響,hcp-AlN相比(Ti,Al)N相更易氧化;偏壓增大使得涂層沉積更為致密,氧化層深度變淺;涂層孔隙增加,表面形成的Al₂O₃團(tuán)簇增多。結(jié)論偏壓100V下TiAlSiN涂層的綜合性能最優(yōu),涂層結(jié)合力為46....

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【部分圖文】：

圖1鍍膜機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

采用國(guó)產(chǎn)AS700DTXB型真空陰極電弧離子鍍膜機(jī)（見(jiàn)圖1）沉積涂層，圓形M2高速鋼（W6Mo5Cr4V2，?28×5mm）為基底。99.99%氬氣作為保護(hù)氣體，99.99%N2為工作氣體。鍍膜腔內(nèi)裝置2列平行豎直靶，分別裝置Cr靶與TiAlSi合金靶。試驗(yàn)靶材：99.99....

圖2不同偏壓下TiAlSiN涂層的表面形貌

不同偏壓下制備TiAlSiN涂層X(jué)RD衍射圖譜的變化如圖4所示，試驗(yàn)未檢測(cè)到Si的相關(guān)相，結(jié)合TiAlSiN的存在形式，推斷Si以非晶的形式存在于涂層中。本文制備的TiAlSiN涂層主要由hcp-AlN相和固溶(Ti,Al)N相組成，符合TiAlSiN主....

圖3不同偏壓下TiAlSiN涂層粗糙度與厚度的變化關(guān)系

圖2不同偏壓下TiAlSiN涂層的表面形貌圖4不同偏壓下TiAlSiN涂層的XRD圖譜

圖4不同偏壓下TiAlSiN涂層的XRD圖譜

圖3不同偏壓下TiAlSiN涂層粗糙度與厚度的變化關(guān)系2.3力學(xué)性能變化

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