Y元素對CrxAlxY1-x-yN鍍層微觀結(jié)構(gòu)及摩擦學(xué)性能的影響.pdf

1、本文采用磁控濺射技術(shù)分別在高速鋼、單晶硅和Al2O3基體上制備了不同Y含量CrxAlyY1-x-yN鍍層。采用EDS、XRD、SEM及TEM對鍍層的化學(xué)成分、相組成及微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析;分別采用維氏顯微硬度計和洛氏硬度計研究了Y含量對CrxAlyY1-x-yN鍍層硬度及膜基結(jié)合性能的影響，并通過銷盤式實驗研究了鍍層在不同速度下的摩擦磨損性能;采用箱式電阻爐研究了不同Y含量鍍層在0～1200℃范圍的氧化行為，并結(jié)合經(jīng)不同退火溫度后鍍層表面

2、形貌及相結(jié)構(gòu)的變化分析了Y元素對CrxAlyY1-x-yN鍍層力學(xué)性能及摩擦磨損性能的影響。
　　研究結(jié)果表明:
　　鍍層中少量的Y元素以固溶形式存在于多晶CrN內(nèi)。隨著Y含量的增加，會在鍍層中形成YN相。所有CrxAlyY1-x-yN鍍層均以Cr-N化合物為主要物相。而Y元素的加入會促使鍍層的主要物相由Cr2N相逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)镃rN相，且導(dǎo)致鍍層內(nèi)部出現(xiàn)分層現(xiàn)象。隨著Y含量的增加，鍍層表面顆粒大小呈先降后升的趨勢，鍍層斷口由柱

3、狀形貌逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)槔w維狀，但隨著Y含量的繼續(xù)增加柱狀形貌又會增加;但含Y鍍層中柱狀區(qū)所占的比例均下降，隨Y含量的增加，柱狀區(qū)所占的比例也表現(xiàn)為先降后升的趨勢，當(dāng)Y含量為3.28％時，鍍層最為致密。鍍層硬度和膜基結(jié)合強(qiáng)度均隨著Y含量的增加呈先增加后減小趨勢。當(dāng)Y含量為3.28％時，鍍層硬度和結(jié)合強(qiáng)度等級分別為HV0.022106和HF2。
　　常溫下，當(dāng)滑動速度為200mm/s時，適量Y元素(Y％=3.28％)的加入可以有效降低Crx

4、AlyY1-x-yN鍍層摩擦系數(shù)，由未加入Y元素時的0.64降至0.48，同時其磨損率也由7.32×10-3降至1.56×10-3。而當(dāng)滑動速度為400mm/s時，未加入Y元素的鍍層與含Y鍍層之間磨損率的差別更明顯。
　　適量Y元素(Y％=3.28％)的加入能夠提高鍍層的抗氧化性能，同時還能夠提高鍍層硬度和膜基結(jié)合強(qiáng)度的熱穩(wěn)定性。其中Y含量為3.28％的鍍層經(jīng)600℃退火后，其磨損率僅為未加入Y元素鍍層的33％。由CrxAlyY1