分離靶真空電弧離子鍍制備TiAlN膜層及其性能研究.pdf

1、由于Ti-Al合金具有比純Al高的熔點(diǎn)，在一定程度上減少了大顆粒的產(chǎn)生，因此現(xiàn)今真空電弧離子鍍TiAlN膜層技術(shù)多采用Ti-Al合金靶。但是，Ti-Al合金靶材不僅價(jià)格昂貴，而且靶的孔隙和成分不均會(huì)導(dǎo)致弧源工作的不穩(wěn)定，使工藝的可重復(fù)性變差，影響膜層質(zhì)量。于是，拓展采用直管磁過(guò)濾形式的分離靶真空電弧離子鍍等技術(shù)，并探索其相應(yīng)的TiAlN膜層的制備工藝顯得尤為必要。
　　本文采用直管磁過(guò)濾形式的分離靶真空電弧離子鍍技術(shù)，在M2高速鋼

2、基體上沉積TiAlN膜層，通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)、EDAX能譜儀、X衍射分析儀(XRD)、超顯微硬度計(jì)、劃痕膜基結(jié)合力測(cè)量?jī)x、球盤(pán)式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)、電化學(xué)腐蝕平臺(tái)研究了Ti/Al弧流比例(ITi/IAl)、工作氣壓、偏壓模式對(duì)TiAlN膜層表截面形貌、Ti/Al成分比例、相結(jié)構(gòu)、膜層硬度、結(jié)合力、摩擦磨損性能、耐蝕性的影響。
　　研究結(jié)果表明，采用直管磁過(guò)濾形式的分離靶真空電弧離子鍍技術(shù)制備的TiAlN膜層具有類(lèi)似于TiN膜

3、層的NaCl型面心立方晶體結(jié)構(gòu)，并且具有超高的硬度(可達(dá)HV5000)，較好的結(jié)合強(qiáng)度(可達(dá)61.5N)，較TiN膜層更為優(yōu)異的耐磨和耐蝕性能。因此，該技術(shù)非常適合于高速切削刀具的表面改性和腐蝕防護(hù)涂層的制備。
　　制備工藝參數(shù)的調(diào)節(jié)可以有效地改善所制備膜層的性能。通過(guò)提高工作氣壓，增大ITi/IAl(在降低工作弧流前提下)、選擇合適的偏壓幅值和占空比可以有效地降低膜層的表面粗糙度；通過(guò)改變ITi/IAl、改變偏壓幅值及占空比可以