磁控濺射和離子鍍TiAlN涂層的往復滑動摩擦學行為研究.pdf

1、TiAlN是在TiN涂層的基礎上發(fā)展起來的一種新型多元涂層，近年來受到了越來越多的關注。由于Al元素的加入，TiAlN涂層不但在硬度、耐磨性方面優(yōu)于TiN，而且大大改善了TiN涂層的抗高溫性能。TiAlN已經(jīng)逐漸成為TiN涂層的替代品，特別是在刀具領域，使用性能及壽命得到顯著提高。 本文利用PLINT摩擦試驗機和CETR多功能摩擦磨損試驗機對不同PVD工藝(磁控濺射和離子鍍)制備的兩種TiAlN涂層進行了往復滑動摩擦學行為研究。

2、在摩擦動力學分析基礎上，利用掃描電子顯微鏡(SEM)、激光共焦顯微鏡(LCSM)、電子能譜(EDX)和X射線衍射(XRD)進行了微觀分析，詳細地研究了法向載荷、位移幅值等試驗參數(shù)對往復滑動摩擦學特性的影響；分析了摩擦化學對涂層磨損的作用，探討了TiAlN涂層的摩擦磨損機理，比較了兩種試驗裝置對涂層摩擦磨損行為的影響，本文獲得主要結論如下： 1.TiAlN涂層的摩擦系數(shù)隨循環(huán)周次的變化呈五個階段的特征，即跑合階段、上升階段、峰值階

3、段、下降階段和穩(wěn)定階段。隨著法向載荷的增大，摩擦系數(shù)降低；隨著位移幅值的增大，摩擦系數(shù)最大值增大。 2.試驗初期兩種TiAlN涂層的磨損形式主要為磨粒磨損，而TiAlN涂層的破損均表現(xiàn)為磨粒磨損、氧化磨損和剝層磨損共同作用的結果。 3.磁控濺射TiAlN涂層磨損較輕微，耐磨性能優(yōu)于離子鍍TiAlN涂層，涂層微結構的差異可能是造成其摩擦磨損性能差異的主要原因。 4.在潤滑介質(zhì)(乳化液、油)作用下，TiAlN涂層的摩