多弧离子镀膜机阴极弧源的改进及其工艺的实验研究

本文叙述了对多弧离子镀膜机阴极弧源所做的实验研究，提出了如何降低靶极工作电流、提高靶材利用率、减小蒸发粒子的颗粒度以及提高成膜质量的方法。详细介绍了在我所研制的ＨＬＺ－７５０型八个弧源的多弧离子镀膜机上所做的 ＴｉＮ超硬涂层及装饰涂层的工艺研究及实测结果。     

多弧离子镀TiN装饰膜表面颗粒研究

多弧离子镇生产的ＴｉＮ装饰膜表面含有一定数目的颗粒。严重影响着膜层色泽、光洁度、孔隙度及耐腐性、实验表明：“二次辉光”的改进工艺，可以有效地减少表面颗粒数目，改善膜层质量。     

多弧离子镀Ti-W-N多元多层膜的研究

采用Ｔｉ／Ｗ复合靶,用多弧离子镀技术沉积了Ｔｉ－Ｗ－Ｎ多元多层膜,并对其组织结构与性能进行了研究,结果表明：在本试验我元膜的结构形式为（Ｔｉ,Ｗ）２Ｎ最佳多层膜的结构形式为基体／Ｔｉ／ＴｉＮ／（ＴＹｉｙＷ１－ｙ）Ｎ／（Ｔｉ,Ｗ）２Ｎ,并具有较高的显微硬度和极低的孔隙率,在８００℃具有很好的抗氧化性能,在沉积过程中存在着多元合金膜层与复合靶的成分离析现象,这与靶材的结构有关。     

多弧离子镀(Ti,Al,Zr,Cr)N多组元氮化物膜的研究

采用多弧离子镀技术,使用Ti Al Zr合金靶和Cr靶,在W18Cr4V高速钢基体上沉积(Ti,Al,Zr,Cr)N多组元氮化物膜.利用扫描电镜(SEM)、电子能谱仪(EDS)和X射线衍射(XRD)对薄膜的成分、结构和微观组织进行测量和表征;利用划痕仪、显微硬度计测评薄膜的力学性能.结果表明,获得的多组元氮化物膜仍具有B1 NaCl型的TiN面心立方结构;薄膜的成分除-50V偏压外,其它偏压下的变化均不明显;增大偏压可减少薄膜表面的液滴污染,提高薄膜的显微硬度及膜/基结合力,最高值可分别达到HV3300和190N.     

旋转磁控柱状弧源多弧离子镀膜机

本文介绍了旋转磁控柱状弧源多弧离子镀膜机的特点和所镀氮化钛膜的组织、性能     

真空多弧离子镀制备Ti(CN)涂层及其性能研究

采用真空多弧离子镀技术在X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢表面沉积Ti(CN)涂层,研究了涂层的组织和性能,并对涂层的抗热震和抗氧化性进行了研究。结果表明,采用适当的沉积温度、压力及N2流量,可以在X12CrMoWVNbN10-1-1耐热钢表面得到以Ti(CN)为主的致密涂层,在沉积温度400℃时,该涂层的最高硬度可达2438.7HV0.025,涂层在650℃以下具有良好的抗氧化性能,在700℃以下具有良好的抗热震性能。     

多弧离子镀TiN薄膜颜色性能的研究

用多弧离子镀技术在3Cr13不锈钢表面沉积TiN薄膜,用扫描电子显微镜和可见光分光光度计研究了大颗粒、氮气流量与靶电流对膜层颜色性能的影响及其作用规律。结果表明,大颗粒由表面结晶层、中间层和液滴层组成,大颗粒数量较少时不会影响薄膜的颜色性能。增加氮气流量,样品的反射率呈下降趋势,颜色坐标红/绿值a*和黄/蓝值b*增大,明度L*减小,彩度指数C*ab增大,色调角H*ab减小,薄膜颜色由银灰色逐渐变化为深黄色;然而,随着靶电流的增大,色调角H*ab增大,彩度指数C*ab、红/绿值a*和黄/蓝值b*减小,薄膜颜色从深黄色逐渐变为银白色。靶电流的变化改变了膜层中钛和氮的原子比,可对氮气流量的变化起到补偿作用。     

多弧离子镀膜机靶源电磁场的研究

多弧离子镀设备蒸发源的电弧放电受外加磁场的严格控制，靶面处不同的磁场分布 具有不同的电弧放电形貌，这样，靶面处磁场强度的计算显得特别重要。本文基于多年 科研实践和研究生论文试验对电磁线圈在靶面各处产生的磁场强度的计算进行了理论推 导和研究，建立了数学模型，并进行了比较精确的磁场计算。计算值与实测值较好地相 吻合。该计算可作为多弧靶设计的依据。     

多弧离子镀TiN/TiCrN/CrN多元多层复合膜的制备及性能研究

采用XH-800多弧离子镀设备在硬质合金刀具表面制备TiN/TiCrN/CrN多元多层复合膜.利用XRD、SEM、显微硬度计、多功能材料表面性能测试仪等对其组织结构与性能进行了研究.结果表明:膜层表面均匀,未出现龟裂现象,色泽光亮度好;膜的相结构组成为TiN和Cr2N,随着Cr靶电流的增大,TiN的择优取向由(200)向(111)转变,膜层出现单质Cr;膜层厚度为5.02μm,具有明显多层特征;显微硬度2536 HV;结合力65 N.     

预镀Ti膜对AZ31镁合金表面多弧离子镀TiN膜耐磨、耐蚀性的影响

为了提高软基体镁合金表面Ti N膜的性能,对AZ31镁合金多弧离子预镀Ti后再镀Ti N,并与直接镀Ti N的膜层进行对比,研究了预镀Ti膜对Ti N膜层结合力、耐磨、耐蚀等性能的影响。结果表明:预镀Ti膜使得镀Ti N后膜层更致密,膜基结合力、耐磨性、耐蚀性都获得很大提高。     

多弧离子镀制备硬质梯度薄膜技术

介绍了多弧离子镀在金属陶瓷表面沉积硬质梯度薄膜的技术,用X射线衍射法对表面形成的薄膜进行了物相分析,并对材料的金相显微组织、显微硬度、抗弯强度以及膜与基体的结合力进行了测试和分析.结果表明:多弧离子镀处理能在金属陶瓷表面形成硬质梯度薄膜,膜与基体的结合力良好,表面硬度大大提高,而材料的抗弯强度却没有发生变化.     

TG—46S型双室双面镀钢板多弧离子镀膜机的研究

叙述了TG－46S型双室双面镀钢板多弧离子镀膜机的主要参数,结构及其特点,并就该机的应用领域及其发展前景进行了探讨。     

影响多弧离子镀枪黑色膜层的重要参数

提出了影响枪黑色膜层质量的几个重要因素，较详细地分析了这些因素影响膜层质量的原因，讨论了改进膜层质量的方法。     

不同弧源电流TiN薄膜的表面形貌及其摩擦学性能研究

本文使用AIP-01型国产多弧离子镀膜设备,采用不同的弧源电流在不锈钢衬底及Si片上制备了TiN薄膜,对其硬度、表面形貌以及摩擦系数等进行了测试,从电弧沉积的物理机制角度详细分析了弧源电流对TiN薄膜表面熔滴的影响,结果表明:随着弧源电流的增大,薄膜沉积速率增大、硬度提高,但薄膜表面熔滴(MP)数量增多、尺寸变大,表面粗糙,摩擦系数增大,因此控制最佳弧源电流来获得最好的薄膜性能是离子镀TiN薄膜的关键问题之一.     

负偏压对多弧离子镀TiN薄膜结构和沉积速率的影响

采用多弧离子镀设备在抛光后的高速钢表面沉积TiN薄膜,在其他参数不变的情况下,着重考察偏压对薄膜的沉积速率的影响.实验结果表明,随着负偏压的增加,沉积速率不断增加,但在负偏压达到一定值后,沉积速率又随偏压增大而减小.     

多弧离子镀Ti(C,N)/TiN多元多层膜研究

在LF6防锈铝的基体上采用多弧离子镀技术沉积了Ti(C，N)／TiN／Ti(C，N)/TiN／TiN(C，N)／TiN六层多元多层膜，并对其组织结构与性能进行了研究。结果表明：多元多层膜表面膜层均匀，未出现龟裂现象；膜与基体之间形成了纳米级厚度的Al3Ti新相层，说明膜与基体间的结合存在化学键合，结合强度良好，划痕临界载荷达79N。显微硬度达HV0．11911．0，与基体相比，其表面显微硬度提高了近20倍，耐磨性提高了10倍以上，但摩擦因数较高(μ＝0．66)，粘着对偶件磨损，使对偶件磨损较严重。     

多弧离子镀(Ti,W)xN合金涂层组织与性能

采用Ti/W复合靶用多弧离子镀技术沉积了(Ti,W)xN合金涂层,并对该涂层的组织与性能进行了研究.结果表明,涂层组织致密,孔隙率极低,主要结构为(Ti,W)2N,并具有较高的显微硬度和抗氧化性.在沉积过程中存在着多元合金涂层与复合靶的成分离析现象,这与靶材的结构有关.     

LY12铝合金表面多弧离子镀TiN薄膜的结合强度及磨损性能

现有铝合金表面强化技术存在强化层薄,与基体结合力差或成本高等问题。采用多弧离子镀在硬铝合金LY12表面沉积了TiN薄膜,采用X射线衍射仪分析其结构,采用扫描电镜观察其界面形貌,采用单点划痕试验和磨损试验研究了TiN薄膜与基材的结合力、磨损性能及磨损机制。结果表明:在LY12铝合金表面制备的TiN薄膜厚度达6μm以上,膜基结合力约为41.29 N;TiN薄膜可大幅提高LY12铝合金的耐磨性能;随着载荷的增加,TiN薄膜的磨损机制从黏着磨损逐步向磨粒磨损转变。     

多弧离子镀与磁控溅射共沉积TiN/TiCN多层膜的高温抗氧化性能

TiN/TiCN多层膜的高温抗氧化性研究对于扩大其应用领域具有重要作用,但目前鲜见相关报道。采用多弧离子镀与磁控溅射技术以不同调制周期在304不锈钢表面共沉积TiN/TiCN多层膜。采用XRD、XPS、倒置显微镜及高温氧化试验研究了多层膜的高温抗氧化行为。结果表明:TiN/TiCN多层膜表面光滑平整、均匀致密,薄膜主要为具有Ti-(C,N)键的fcc-TiN结构;随着调制周期的减小,TiN/TiCN多层膜生长取向发生转变,且具有(111)晶面生长织构;随着氧化温度的升高,多层膜的显微硬度逐渐降低,氧化增重速率不断增大,且在700℃之后变化速率较快,薄膜的开始氧化温度约为750℃;随着调制周期的减小,多层膜TiN与TiCN界面层数量增多,促使晶粒细化,提高了其致密性,还隔断了缺陷贯穿薄膜的连续性,显著降低了薄膜的孔隙率,致使O原子扩散困难,增强了薄膜的高温抗氧化性能。     

Ti—Mo—N三元多层膜的结构与性能

采用Ｔｉ／Ｍｏ复合靶,用多弧离子镀技术沉积了Ｔｉ－Ｍｏ－Ｎ多元多层膜,并对其组织结构与性能进行了研究,结果表明：在本试验条件下多元膜的结构形式为（Ｔｉ,Ｍｏ）２Ｎ,最佳多层膜的结构形式为基体／Ｔｉ／ＴｉＮ／（ＴｉｙＭｏ１－７）Ｎ／（Ｔｉ,Ｍｏ）２Ｎ,并具有较高的显微硬度、耐磨性和极低的孔隙率,在８００℃具有很好的抗氧化性能。在沉积过程中存在着多元合金膜层与合靶的成分离析现象,这与靶材的结构有关。