多元氮化物硬質反應膜的成分與性能優(yōu)化.pdf

1、在TiAlN膜層的基礎上添加Nb元素制備TiAlNbN硬質反應膜，通過改變沉積工藝對TiAlNbN硬質反應膜的性能進行探索。
　　采用多弧離子鍍技術，使用Ti-50Al(at％)合金靶和Ti-25Nb(at％)合金靶在高速鋼基體上制備了TiAlNbN復合硬質薄膜和TiAlNbN梯度硬質薄膜。對兩種膜層的表面形貌、斷面形貌、表面成分和相結構進行測量和表征;測試分析了膜層硬度、膜/基附著力、摩擦磨損性能及650℃抗熱震性能。
　

2、　研究表明，兩種膜層的表面都比較均勻、致密，并隨著偏壓的增大，液滴數(shù)量減少。但TiAlNbN復合硬質薄膜表面的液滴數(shù)量少于TiAlNbN梯度硬質薄膜。在同樣工藝下，兩種膜層的表面液滴數(shù)量明顯少于TiAlN膜層的液滴數(shù)量，使TiAlNbN膜層的表面形貌得到很大改善;兩種膜層的厚度約為1.3～1.8um，膜層與基體之間沒有明顯的缺陷，膜層具有從基體到表面垂直生長的柱狀晶組織，并且隨著偏壓的增大，厚度有所減小;兩種膜層的主要相結構均為B1-N

3、aCl型的面心立方結構TiN相，擇優(yōu)取向均為(111)面。
　　TiAlNbN復合硬質薄膜硬度最高可達3000HV，膜基附著力在100N～110N。而TiAlNbN梯度硬質薄膜的硬度最高可達3500HV，膜基附著力均在200N以上。兩種膜層在硬度及附著力方面均優(yōu)于TiAlN膜。
　　兩種TiAlNbN膜層的摩擦系數(shù)均小于0.5，在相同工藝下，半徑為5mm的磨損量明顯大于半徑為2.5mm的磨損量，并隨著偏壓的增大，磨損量減少，