摘 要
本论文在制备出高性能的纳米复合 Ti(C,N)基金属陶瓷基体表面上利用多弧离子镀技术分别沉积了(Ti,Al)N 涂层和纳米多层膜。
本文首先综述了Ti(C,N)基金属陶瓷的发展概况和研究进展，总结了Ti(C,N)基金属陶瓷的制备技术和成分对 Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响；介绍了多弧离子镀技术及其特点；对(Ti,Al)N 涂层及复合涂层的研究状况进行了总结和评述。在此基础上指出了本文研究的目的和意义。
采用扫描电镜(SEM）、X 射线能谱(EDS)等实验手段系统地研究了 Ti(C,N)基金属陶瓷成分、组织结构和性能之间的关系，得出如下实验结论：当 C 含量为 0.7wt%时，可以获得较佳的微观组织和较高的力学性能；当 Mo 添加量为16wt% 时， Ti(C,N) 基金属陶瓷的抗弯强度和硬度分别可达 1930Mpa 和89.5HRA，Mo 的添加量对硬度的影响不明显；Ni 含量对粘结相中合金元素的溶解度有较大的影响，随金属陶瓷中 Ni 添加量的增加，粘结相中 Ti、W、Mo等合金元素的含量均降低，且 W、Mo 含量变化不明显。
采用多弧离子镀技术在 Ti(C,N)基金属陶瓷基体上制备了(Ti, Al)N 涂层。研究了沉积工艺参数如靶材电流、基底偏压、氮气分压等对(Ti,Al)N 涂层成份、相结构方面的影响规律，以及对(Ti,Al)N 涂层的硬度、结合力和摩擦磨损性能的影响。结果表明：(Ti,Al)N 涂层在常温磨损主要为磨粒磨损，随着基体偏压或者氮气分压的增大，(Ti,Al)N 涂层的摩擦系数均减小。基体温度 400℃，靶材电流 IAl/ITi=70/80，基体偏压-100V，氮气分压 1.0Pa，(Ti,Al)N 涂层具有最佳的综合性能。
最后在沉积(Ti,Al)N 涂层工艺的基础上分别制备了两种不同调制周期的TiN/AlN 纳米多层膜和 TiN/(Ti,Al)N 纳米多层膜。研究了调制周期对纳米多层膜的组织和性能的影响。结果表明：载物台转速为 12rpm 时，AlN 以亚稳态立方结构的形式存在，改善了 TiN/AlN 纳米多层膜的力学性能，膜/基结合力达到 41.0N，显微硬度为 3429Hv；调制周期越小，TiN/(Ti,Al)N 纳米多层膜的(111)晶面择优取向愈加强烈，并且 TiN/(Ti,Al)N 多层膜硬度值比单层(Ti,Al)N 的硬度值高。
关键词：Ti(C,N)基金属陶瓷，组织结构，力学性能，多弧离子镀，(Ti,Al)N 涂层，TiN/AlN 纳米多层膜，TiN/(Ti,Al)N 纳米多层膜
本站文章未经允许不得转载；如欲转载请注明出处，北京桑尧科技开发有限公司网址：http://www.sunspraying.com/
|
