磁控濺射和離子鍍TiAlN涂層的往復(fù)滑動(dòng)摩擦學(xué)行為研究.pdf

1、TiAlN是在TiN涂層的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種新型多元涂層，近年來受到了越來越多的關(guān)注。由于Al元素的加入，TiAlN涂層不但在硬度、耐磨性方面優(yōu)于TiN，而且大大改善了TiN涂層的抗高溫性能。TiAlN已經(jīng)逐漸成為TiN涂層的替代品，特別是在刀具領(lǐng)域，使用性能及壽命得到顯著提高。 本文利用PLINT摩擦試驗(yàn)機(jī)和CETR多功能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對不同PVD工藝(磁控濺射和離子鍍)制備的兩種TiAlN涂層進(jìn)行了往復(fù)滑動(dòng)摩擦學(xué)行為研究。

2、在摩擦動(dòng)力學(xué)分析基礎(chǔ)上，利用掃描電子顯微鏡(SEM)、激光共焦顯微鏡(LCSM)、電子能譜(EDX)和X射線衍射(XRD)進(jìn)行了微觀分析，詳細(xì)地研究了法向載荷、位移幅值等試驗(yàn)參數(shù)對往復(fù)滑動(dòng)摩擦學(xué)特性的影響；分析了摩擦化學(xué)對涂層磨損的作用，探討了TiAlN涂層的摩擦磨損機(jī)理，比較了兩種試驗(yàn)裝置對涂層摩擦磨損行為的影響，本文獲得主要結(jié)論如下： 1.TiAlN涂層的摩擦系數(shù)隨循環(huán)周次的變化呈五個(gè)階段的特征，即跑合階段、上升階段、峰值階

3、段、下降階段和穩(wěn)定階段。隨著法向載荷的增大，摩擦系數(shù)降低；隨著位移幅值的增大，摩擦系數(shù)最大值增大。 2.試驗(yàn)初期兩種TiAlN涂層的磨損形式主要為磨粒磨損，而TiAlN涂層的破損均表現(xiàn)為磨粒磨損、氧化磨損和剝層磨損共同作用的結(jié)果。 3.磁控濺射TiAlN涂層磨損較輕微，耐磨性能優(yōu)于離子鍍TiAlN涂層，涂層微結(jié)構(gòu)的差異可能是造成其摩擦磨損性能差異的主要原因。 4.在潤滑介質(zhì)(乳化液、油)作用下，TiAlN涂層的摩