靶基相對位置對C-Cr復(fù)合鍍層性能和組織結(jié)構(gòu)的影響.pdf

1、閉合場非平衡磁控濺射鍍膜設(shè)備真空腔尺寸較大,工位很有可能顯著影響鍍層的質(zhì)量。目前,有關(guān)這方面的研究主要集中在工位對鍍層厚度影響的分析,還有待于對其進行全面和深入的研究。本文在保證其它工藝參數(shù)相同的條件下,采用英國Teer的UDP450設(shè)備制備了不同工位處M2高速鋼基體上的C/Cr復(fù)合鍍層。使用球痕儀、顯微維氏硬度儀、劃痕儀、摩擦磨損試驗機分別測量了鍍層的厚度、硬度、結(jié)合力和耐磨減摩性能,并用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、X-射線衍射儀

2、、激光拉曼分析儀對鍍層組織結(jié)構(gòu)進行了觀察和分析,還用高斯儀測量了設(shè)備真空腔內(nèi)的磁場分布。分析了靶基相對位置對鍍層性能和組織結(jié)構(gòu)影響的規(guī)律,并討論了靶基相對位置影響鍍層性能及組織結(jié)構(gòu)的機理。研究結(jié)果表明:制備的C/Cr復(fù)合鍍層主要為非晶態(tài),靶基相對位置對鍍層性能和組織結(jié)構(gòu)有顯著影響,且靶基徑向距的影響明顯強于靶基軸向距。隨著靶基徑向距增大,鍍層的厚度減小,鍍層的硬度、結(jié)合力、摩擦系數(shù)、比磨損率都先增大后減小,鍍層表面組織先變粗糙后變平滑,

3、鍍層中的sp2鍵含量先降低后升高;隨著靶基軸向距的遠離中心,鍍層的厚度和sp2鍵含量減小,鍍層硬度和摩擦系數(shù)增大,鍍層結(jié)合力和比磨損率變化不大,鍍層表面組織略變平滑。靶基徑向距70mm～140mm區(qū)域和靶基軸向距-50mm～50mm區(qū)域為UDP450設(shè)備制備優(yōu)質(zhì)C/Cr復(fù)合鍍層均勻區(qū)。靶基相對位置對鍍層性能和組織結(jié)構(gòu)影響的實質(zhì)原因是真空腔內(nèi)的磁場分布不均勻、各處粒子在沉積過程中的散射碰撞程度差異和基體負偏壓對各處沉積離子加速作用不同導(dǎo)致