Al含量對大功率發(fā)動機(jī)活塞環(huán)AlCrN涂層性能的影響.pdf

1、多弧離子鍍是物理氣相沉積的方法之一，主要用于在金屬表面制備高硬度、高耐磨性能的各種化合物涂層或者高熔點(diǎn)金屬涂層。由于這種方法對環(huán)境污染很小，所以從開發(fā)以來受到世界各國的高度重視，并迅速得到發(fā)展，目前為止在鍍膜技術(shù)領(lǐng)域占據(jù)了重要的位置。
　　 AlCrN涂層作為一種高性能涂層，其具有高硬度、高的抗氧化性能、低摩擦系數(shù)等等，許多性能都優(yōu)越于CrN和TiAlN等涂層，所以在刀具上得到了廣泛的應(yīng)用。為了拓展AlCrN涂層有更廣泛的應(yīng)用，

2、本試驗(yàn)采用多弧離子鍍技術(shù)在鑄鐵活塞環(huán)表面上制備耐高溫耐磨的AlCrN涂層，并對其性能進(jìn)行了測試與研究。
　　 本實(shí)驗(yàn)是研究控制基體脈沖偏壓、鋁靶電流、沉積時(shí)間來改變涂層中的Al含量，通過研究涂層中Al含量的變化對涂層性能造成的影響，其主要研究了涂層的表面形貌、力學(xué)性能(顯微硬度、膜基結(jié)合強(qiáng)度)、微觀結(jié)構(gòu)(相組成、生長取向、涂層的致密性等)以及Al含量對涂層的摩擦因數(shù)的影響。
　　 試驗(yàn)結(jié)果表明：基體偏壓分別在-100V、

3、-200V、-400V和-600V下制備的AlCrN涂層，通過金相顯微鏡的分析得出，在-100V下制備的涂層的表面形貌平整，且組織致密，但是隨著偏壓的增大，涂層的表面形貌有所改變，當(dāng)偏壓增大到-600V時(shí)涂層的表面變的凹凸不平，摩擦系數(shù)也會隨之增大，經(jīng)過XRD分析得出涂層由AlN、CrN和Cr2N三相組成，隨著偏壓的增大AlN相的峰值有變低和變寬的趨勢，當(dāng)繼續(xù)增加偏壓時(shí)AlN的生長取向已經(jīng)不明顯，但是Cr2N卻有擇優(yōu)取向生長的趨勢。并且

4、隨著偏壓的升高，涂層的硬度和膜基結(jié)合強(qiáng)度都有所降低。同樣在不同Al靶弧流制備的AlCrN涂層也是由AlN、CrN和Cr2N三相組成，隨著Al靶電流的增大涂層中Al含量有增加的趨勢，且涂層的顯微硬度是隨著Al靶電流的增加先增大后減小，這是因?yàn)楫?dāng)Al靶電流過大時(shí)，涂層中含有大量的純Al顆粒，純Al顆粒的存在會降低涂層的硬度，但Al顆粒的存在能降低涂層中的生長應(yīng)力，因此Al含量高時(shí)涂層的結(jié)合強(qiáng)度要高一些。
　　 Al含量對涂層的影響很