多弧离子镀AlCrTiSiN/AlCrN多层复合超硬膜的制备及应用研究

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本文利用多弧离子镀(Arc ion plating,AIP)技术在高速钢和硬质合金基体上制备了不同基体偏压和氮气分压的AlCrTiSiN/AlCrN涂层,利用XRD、XPS、EDS、SEM、纳米压痕、划痕法等表征方法系统地研究了沉积参数对薄膜成分、相结构、横截面和表面形貌、硬度、结合力、摩擦性能的影响。研究结果如下:AlCrTiSiN/AlCrN涂层主要由(Al、Cr)N和(Al、Ti)N组成,并含有非晶Si3N4,薄膜在垂直于基体方向呈现柱状生长。AlCrTiSiN/AlCrN涂层表面颗粒密度度随着负偏压和氮气分压的增加均先降低后升高;涂层具有较高的硬度,均超过30GPa,当负偏压为-120V、氮气分压为3Pa时得到最高硬度35.36GPa。负偏压为-80V、氮气分压为2Pa时薄膜结合力最大,达67.25N。同样在负偏压为-80V、氮气分压为3Pa时薄膜具有较好的磨损性能。
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