電弧離子鍍nc-MeN-α-Cu納米復(fù)合超硬薄膜研究.pdf

1、滲氮38CrMoAl鋼具備良好的韌性、耐磨性和一定的硬度，是最常用的構(gòu)件用鋼，廣泛應(yīng)用于機(jī)械、汽車、航空等行業(yè)。但是，隨著工業(yè)技術(shù)的快速發(fā)展，越來越多的工況顯示38CrMoAl鋼經(jīng)簡單的滲氮處理后已經(jīng)不能完全滿足使用需求，需要對(duì)其表面進(jìn)行進(jìn)一步的強(qiáng)化改性處理。氮化物陶瓷/軟相納米復(fù)合薄膜作為最新的超硬薄膜材料，具備很好的硬度、韌性和較好的耐磨性。
　　本文在中航工業(yè)產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)項(xiàng)目《38CrMoAl鋼表面載能束復(fù)合改性技術(shù)研究》

2、資助下，利用電弧離子鍍技術(shù)在38CrMoAl鋼表面制備nc-MeN/α-Cu氮化物陶瓷/軟相納米復(fù)合薄膜對(duì)滲氮38CrMoAl鋼進(jìn)行了表面改性處理，以滿足項(xiàng)目所需要的性能要求，并對(duì)薄膜的硬化機(jī)制進(jìn)行了探討。首先，采用電弧離子鍍設(shè)備在滲氮后的38CrMoAl基體上制備了一系列不同Cu含量的nc-TiN/α-Cu薄膜，并對(duì)薄膜的性能進(jìn)行了分析。結(jié)果表明，6組nc-TiN/α-Cu薄膜均致密平整，厚度約為0.8μm，相結(jié)構(gòu)由納米晶的TiN和非

3、晶的Cu構(gòu)成。硬度隨著Cu含量的增加，先增大后減小，在Cu含量為1.28 at.％時(shí)，該薄膜的硬度達(dá)到了44.0 GPa，膜基結(jié)合力可達(dá)到70 N，耐磨性良好，摩擦系數(shù)與純TiN薄膜相當(dāng)。該薄膜硬度和耐磨性完全能滿足構(gòu)件的性能要求。最后對(duì)薄膜的硬度變化規(guī)律進(jìn)行了討論。其次，基于拓寬滲氮38CrMoAl鋼表面改性膜系的選擇和獲得更好的納米復(fù)合薄膜的目的，本論文又制備了了一系列不同Cu含量的nc-CrN/α-Cu薄膜，并對(duì)薄膜的性能進(jìn)行了分