非平衡磁控濺射離子鍍制備TiAlN薄膜及其性能研究.pdf

1、硬質(zhì)涂層能顯著提高刀具、模具的使用壽命和被加工零件的質(zhì)量。TiAlN涂層因具有硬度高、熱硬性好、抗高溫氧化能力強(qiáng)、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，作為硬質(zhì)涂層材料，已廣泛應(yīng)用于切削工具、模具和耐磨損耐腐蝕零件的表面強(qiáng)化。近幾年，雖然已經(jīng)有很多制備方法能獲得性能良好的TiAlN硬質(zhì)涂層，但是還能在影響涂層性能的工藝參數(shù)上進(jìn)一步改善涂層性能，因此為了制備出優(yōu)異性能的TiAlN涂層，需要對其制備技術(shù)和相關(guān)的工藝參數(shù)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。
　　本文采用中頻非平

2、衡磁控濺射技術(shù)制備TiAlN薄膜。采用正交試驗(yàn)方法，研究直流偏壓、離化功率、濺射功率及時(shí)間各試驗(yàn)參數(shù)對TiAlN薄膜力學(xué)性能的影響。旨在找出能夠鍍制優(yōu)良性能鍍層的最佳工藝方案。以最佳試驗(yàn)方案下的試樣為參照，研究直流偏壓、離化功率、濺射功率三個(gè)參數(shù)對TiAlN薄膜斷口形貌、薄膜成分及物相結(jié)構(gòu)的影響。通過顯微硬度儀、劃痕儀、金相顯微鏡、XRD、SEM和EDS等儀器分別對薄膜的硬度、結(jié)合力、物相結(jié)構(gòu)、斷口形貌的主要性能進(jìn)行了測試分析。

3、　　TiAlN薄膜作為一種使加工工具表面強(qiáng)化的硬質(zhì)涂層，是以其硬度和膜基結(jié)合力來判別切削性能優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果表明濺射功率對薄膜的硬度起著決定性影響，離化功率對薄膜的膜基結(jié)合力有很大影響，采用適當(dāng)?shù)钠珘?、離化功率、濺射功率沉積條件以及沉積時(shí)間是獲得優(yōu)越性能薄膜的必要條件。通過對薄膜斷口形貌和物相結(jié)構(gòu)分析表明：在一定的范圍內(nèi)，隨著偏壓的升高，薄膜組織結(jié)構(gòu)致密，與基底表面形成互擴(kuò)散結(jié)構(gòu)而無明顯的分界層；濺射功率與離化功率的提高