【摘 要】
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模具在使用的过程中其表面往往比心部承受更为严苛的工作条件,因而大多从表面开始失效,用PVD涂层技术对模具表面进行改性处理可以大幅提高其使用寿命。本文采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术在Cr12冷作模具钢表面沉积了CrMoAlN涂层,并研究了Mo靶电流的不同对涂层结构和性能产生的影响。文章中用SEM和XRD测试了涂层的结构,用EDS和XPS分析了涂层的化学成分,利用纳米压痕仪和洛氏压痕法对涂层的硬度
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模具在使用的过程中其表面往往比心部承受更为严苛的工作条件,因而大多从表面开始失效,用PVD涂层技术对模具表面进行改性处理可以大幅提高其使用寿命。本文采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术在Cr12冷作模具钢表面沉积了CrMoAlN涂层,并研究了Mo靶电流的不同对涂层结构和性能产生的影响。文章中用SEM和XRD测试了涂层的结构,用EDS和XPS分析了涂层的化学成分,利用纳米压痕仪和洛氏压痕法对涂层的硬度和膜基结合能力做了测试分析。用摩擦磨损试验机和高温箱式电阻炉测试了涂层的耐磨性能和抗高温氧化性能。研究表明,Cr Al N涂层中随着Mo的加入与含量的增加,涂层晶粒逐渐变小。高温氧化实验表明,Mo靶电流为0A、2A和4A的三种涂层在450℃之前均保持着较好的抗高温氧化能力,650℃时含Mo涂层表面虽然含有少量微裂纹,但是依旧保持了良好的膜基结合能力,并具有较高的硬度,但是在850℃时裂纹更加密集,涂层氧化较为严重,因此CrMoAlN涂层不适用于850℃及以上高温工作环境。摩擦磨损实验表明,含Mo涂层在300℃以下随着实验温度的升高逐渐体现出其优异的抗摩擦磨损性能,这一现象的产生跟含Mo氮化物涂层在摩擦磨损过程中产生了具有润滑作用的Mo O3有关。
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