【摘 要】
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TiAlN涂层是目前应用最为广泛的切削刀具用涂层,为满足先进切削工艺的发展需求,通过多元合金化进一步改善TiAIN涂层的性能受到广泛的关注。通过TiAlN涂层的多元合金掺杂来改
【基金项目】
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国家自然科学面上基金(Grant No.51371201)
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TiAlN涂层是目前应用最为广泛的切削刀具用涂层,为满足先进切削工艺的发展需求,通过多元合金化进一步改善TiAIN涂层的性能受到广泛的关注。通过TiAlN涂层的多元合金掺杂来改善其性能成为目前刀具涂层的研究热点。本工作研究了Ta的掺杂对TiAlN涂层的微结构、力学及热性能的影响。首先采用阴极弧蒸发方法制备了Al含量接近的Ti0.40Al0.60N、Ti0.38Al0.58Ta0.04N和Ti0.32Al0.59Ta0.09N涂层,然后借助X射线、纳米压痕、热分析、扫描电镜等系统研究了涂层的结构、力学性能、热稳定性和抗氧化性能。研究表明:Ti0.40Al0.60N涂层为单相立方结构,Ta的加入促进了六方相（w）AlN的生长,Ti0.38Al0.58Ta0.04N和Ti0.32Al0.59Ta0.09N涂层为立方和六方的两相结构;w-AlN的形成引起了涂层的硬度下降,由Ti0.40Al0.60N涂层的36.1GPa下降到Ti0.38Al0.58Ta0.04N涂层的32.5GPa和Ti0.32Al0.59Ta0.09N涂层的32.6GPa;Ta的加入提高了TiAlN涂层的热稳定性,抑制了热分解过程中w-AlN的形成;另外,Ta的添加改善了TiAlN涂层的高温抗氧化性能。
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