暖通用316L不锈钢表面离子镀AlCrN硬质涂层性能表征

利用多弧离子镀技术在暖通用316L不锈钢表面制备了一种同时具备高硬度与低摩擦系数的AlCrN涂层,研究不同转速下涂层的组织和摩擦性能,并进行不同氧化温度性能测试。研究结果表明:涂层元素组成基本不会受到转速的影响。当转速增加后,得到的颗粒密度也随之降低。涂层形成了致密的截面组织,未形成柱状晶,涂层厚度基本都介于3.3~4.1μm范围内。当转速增加后,涂层的硬度不断升高,硬度最大可以达到3968 HV。随着转速增加,摩擦系数快速降低后变化趋于稳定。经过700℃氧化处理后,之前的氮化物衍射峰已经不存在,此时涂层已全部完成氧化。经过氧化的涂层发生了硬度快速减小的现象,涂层摩擦系数由0.455上升高为0.612以上。     

暖通用316L不锈钢表面离子镀AlCrN硬质涂层性能表征北大核心CSCD

利用多弧离子镀技术在暖通用316L不锈钢表面制备了一种同时具备高硬度与低摩擦系数的AlCrN涂层,研究不同转速下涂层的组织和摩擦性能,并进行不同氧化温度性能测试。研究结果表明:涂层元素组成基本不会受到转速的影响。当转速增加后,得到的颗粒密度也随之降低。涂层形成了致密的截面组织,未形成柱状晶,涂层厚度基本都介于3.3~4.1μm范围内。当转速增加后,涂层的硬度不断升高,硬度最大可以达到3968 HV。随着转速增加,摩擦系数快速降低后变化趋于稳定。经过700℃氧化处理后,之前的氮化物衍射峰已经不存在,此时涂层已全部完成氧化。经过氧化的涂层发生了硬度快速减小的现象,涂层摩擦系数由0.455上升高为0.612以上。     

阴极弧离子镀制备AlCrN涂层的高温摩擦磨损行为

采用阴极离子镀在TiC金属陶瓷刀具表面制备了AlCrN涂层,采用球/平面接触方式考察了900℃高温时不同载荷作下涂层的摩擦磨损行为。通过扫描电镜观察了磨痕轮廓和微观形貌,并用能量散射谱和X射线衍射分析了磨损后涂层表面化学元素和物相的变化,讨论了载荷对涂层摩擦因数和磨损性的影响。结果表明,经900℃高温氧化后,涂层中N元素全部释放,形成Al和Cr的氧化物,改善了润滑性能和磨损性能;在载荷600,800和1000 g作用下,涂层摩擦因数平均值分别为0.1455,0.3939,0.4188,在载荷600 g时表现出优良的摩擦特性,适用于精密切削加工;在高温下AlCrN涂层表现为氧化磨损,同时伴随着少量的磨粒磨损和黏着磨损。     

多弧离子镀合金涂层表面颗粒的研究

采用多弧离子镀技术，以ＤＺ－２２合金为基材，制备了Ｃｏ－Ｎｉ－Ｃｒ－Ａｌ－Ｔａ－Ｓｉ合金涂层。观察了合金涂层表面大颗粒的形貌，考察了大颗粒（液滴）的沉积对涂层组织的影响，讨论了大颗粒的成分及形成过程，揭示了大颗粒现象的一般规律，提出了合金涂层平均成分的表示方法。     

钛合金表面电弧离子镀TiAlN涂层的抗高温氧化性能研究

运用电弧离子镀技术,采用热等静压Ti05Al0.5合金靶在航空用钛合金TC11基片上制备了TiAlN防护涂层,并采用SEM、AES、XPS等方法研究了涂层在空气中的抗高温氧化性能.结果表明,涂层发生了选择性氧化,外层生成富Al层而内层形成富Ti层;同时进行了涂层的室温干摩擦试验,结果表明,TC11钛合金基体同GCr15钢珠的磨损表现出黏着磨损的特征,磨痕宽度约100 μm,而TiAlN涂层通过提高表面硬度改善了钛合金的黏着磨损状况.     

AlCrN硬质涂层材料的研究进展

综述了AlCrN涂层、以AlCrN为基的多元涂层和纳米技术涂层的研究现状,侧重描述了其结构、热稳定性、抗腐蚀性和机械加工性能,并重点介绍了Al在涂层中的作用及影响.研究表明:在AlCrN涂层中添加某些合金元素可进一步提高其综合性能;应用纳米技术形成的纳米多层结构和纳米复合结构也能促进AlCrN涂层性能的提高.对AlCrN涂层进行多元化以及纳米技术的应用是该涂层材料今后的发展方向.     

多弧离子镀合金涂层成分离析效应的物理机制研究

提出了一种关于多弧离子镀合金涂层成分离析效应的物理模型。利用该模型，从理论上较为圆满地解释了成分离析的影响因素及其作用机制。     

多弧离子镀TiN涂层拉应力的探讨

多孤离子镀TiN涂层有着广泛的应用，但拉应力的存在影响了它的使用性能。本文对影响涂层拉应力的因素及产生原因进行了分析，并从基体材料的沉积工艺等方面提出了一些减小拉应力、提高涂层使用性能的方法。     

多弧离子镀TiN涂层结合力的影响因素

选择Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２、３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ和ＧＣｒ１５等材料研究了多弧离子镀ＴｉＮ涂层也基体的结合力。结果表明,基体表面粗造度越小、硬度越高,支与基体的结合力越好,涂层厚度以２．５～３．５μｍ为最佳,含Ｖ量高的基体和具有强烈ＴｉＮ（１１１）择优取向的除层结合力好。     

ZL201铝合金多弧离子镀涂层的耐腐蚀性能的研究

用多弧离子镀的方法在ZL201铝合金表面制备了Ti-Cr-N涂层，并在Ti-Cr-N涂层上制备了一层脂类薄膜。用扫描电镜和X射线衍射仪对涂层表面形貌和物相进行了分析。结果表明：Ti-Cr-N涂层中的Cr以固溶体的方式存在于TiN晶体中，没有形成单独的CrN相。经过后处理的试件的盐雾腐蚀实验表明涂层可以有效提高ZL201铝合金的抗盐雾腐蚀的能力。     

稀土Ce对电弧离子镀涂层颗粒和致密性的改善作用

电弧离子镀涂层的颗粒和致密度直接影响涂层的力学性能和表面质量.通过在阴极靶中引入约0.5%的稀土Ce,制得了TiN、Ti(Ce)N、(Ti,Cr)N、(Ti,Cr,Ce)N和CrN电弧离子镀层.SEM分析及研究表明:电弧离子镀涂层颗粒的形态除鹅卵状外,圆球形也很常见,炉灰夹杂也是一种涂层颗粒,它对涂层质量的影响更甚于液滴;在阴极靶和涂层中引入稀土Ce可显著减少液滴颗粒,提高涂层致密性.最后,还探讨了稀土元素改善离子镀涂层表面颗粒状况和提高涂层致密度的机理.     

具有纳米调制结构的AlTiN/AlCrN复合涂层在干摩擦条件下的摩擦磨损性能研究

目的 研究干摩擦条件下不同AlTiN/AlCrN多层膜纳米调制结构对摩擦磨损行为的影响。方法 将处理过的合金工具钢和单晶硅片作为膜层生长的基底材料,在膜层制备之前,先对基底材料进行预处理,然后使用多靶磁控溅射纳米膜层系统沉积一系列不同调制周期和调制比的AlTiN/AlCrN纳米多层膜。通过控制涂层总厚度不变,在调制比为1︰1时,设计不同的调制周期,择优选出磨损量最小、耐磨性最好的调制周期,并以此为恒定值,进而设计不同调制比的试样。采用X射线衍射仪(XRD)、摩擦磨损试验机分析与表征纳米多层膜的微观结构和性能,研究调制周期和调制比对AlTiN/AlCrN纳米多层膜微观结构和干摩擦条件下摩擦磨损性能的影响。结果 AlTiN/AlCrN纳米多层膜主体均为面心立方结构,且在(111)、(200)和(220)晶面择优取向。调制结构对多层膜的磨损特性影响较大,当调制周期为14.4 nm时,在干摩擦条件下AlTiN/AlCrN纳米多层膜的摩擦磨损量最小;在调制周期恒定为14.4 nm情况下,当调制比为3︰1时,在干摩擦条件下AlTiN/AlCrN纳米多层膜的耐磨性能最好;AlTiN/AlCrN纳米多层膜的磨损机理主要以磨粒磨损和黏附磨损为主。结论 优化的AlTiN/AlCrN多层膜纳米调制结构技术可应用在切削刀具的表面再制造领域,从而延长刀具工作寿命,通过涂层良好的耐磨性能提升设备的加工效率。     

硬质合金刀条AlCrN硬质膜性能的研究

目的采用阴极多弧离子镀膜设备制备Al Cr N薄膜,研究适合实际工况的膜层性能和厚度。方法利用工具显微镜、扫描电子显微镜检测并分析涂层表面和截面形貌;使用洛氏硬度计、HV显微硬度计、球磨仪检测分析涂层膜基结合力以及涂层厚度对结合力、涂层显微硬度和使用寿命的影响。结果涂层以Al Cr N/Cr N结构沉积,涂层表面呈波纹状,分布有大颗粒和凹坑,经钝化处理后,表面质量明显改善。涂层的显微硬度为HV2200~HV3700,在基体硬度不变的情况下涂层的显微硬度随涂层厚度的增加而增加。随着涂层厚度的增加,结合力先变好后变差,刀条实际使用寿命也有相同的变化趋势。结论硬质合金刀条的最佳涂层厚度为4.0~4.5μm。     

磁控溅射制备内燃机用Ti600合金表面CrN/NbN涂层的性能表征分析

为了提高内燃机用Ti600合金表面性能,通过脉冲磁控溅射的方式在其表面制备CrN/NbN涂层,分析了涂层组织结构与电压、占空比的关系。研究结果表明:在CrN/NbN涂层内形成了许多柱状外形的组织成分,并且当占空比以及电压提高后,形成了致密度更大的CrN/NbN涂层。厚度随着占空比和电压的增加表现出明显的增加规律,在占空比10μs和电压400 V时,涂层厚度最大值12μm左右。随着占空比和电压的增加,硬度和弹性模量均表现出单调增加。在占空比10μs和电压400 V时,涂层硬度和弹性模量达到最大值,分别为35.6和31.7 GPa。随着占空比增加,残余应力表现出单调减小;随着电压的增加,残余应力表现出先减小后增加,最小值发生在电压380 V时。各涂层试样都产生了具有完整结构的压痕,没有发生膜与基体剥离的情况。随着占空比和电压进一步增大,在试样的压痕边缘部位产生环状分布的裂纹。     

分离靶多弧离子Nb—Al／Mo—Al合金薄膜及其腐蚀行业研究

本文采用分离靶多弧离子镀技术,通过改变基片负偏压和分离靶弧电流等参数,在310SS(stainlesssteel)基片上制备了多种成分的Nb     

WC基热喷涂金属陶瓷涂层的激光改性研究

本工作研究了CO2激光重熔处理对超音速火焰喷涂WC--Co和WC--NiCr涂层的组织结构和摩擦学行为的影响。结果表明：选定优化参数下,激光重熔可降低涂层气孔率,提高涂层显微硬度,涂层与基材之间实现冶金结合;干摩擦条件下,涂层经过激光重熔处理耐磨性能显著提高;但润滑条件下劣于未经重熔处理涂层,这可能与未重熔涂层含有较多的气孔,可存储润滑油较好地发挥润滑效果有关。     

多弧离子镀（Ti,W）xN合涂层组织与性能

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。     

内燃机用Ti600钛合金表面激光熔覆NiCr/TiAl涂层组织及摩擦磨损性能

为了提高内燃机用Ti600钛合金的综合性能,对其表面进行激光熔覆处理制得NiCr/TiAl涂层,同时测试了该涂层的各成分与组织结构,之后对其处于环境中的耐磨性进行了模拟测试。研究结果表明:涂层中形成了许多等轴晶,枝状组织以及许多细小的组织,引起晶粒明显细化。形成了块状的晶体组织与部分球形晶粒,还生成了一些纳米尺寸的晶粒。涂层的平均截面显微硬度为832 HV,与界面相距50μm的部位发生了硬度快速减小,在界面处的基体达到了比Ti600基体更高硬度。激光熔覆涂层具备比基体更低的磨损率,常温时涂层达到了最大摩擦系数和磨损率;处于真空环境中最低。常温中进行磨损区域生成了许多磨屑并产生了明显犁沟结构。在高温、低温与真空环境中测试得到了相近的磨损表面组织形态,都形成了磨屑、犁沟与粘着剥落坑。     

硬质涂层与齿轮钢的摩擦性能研究

采用阴极多弧离子镀在M42工具钢表面制备了Al66Cr34N和Ti₆₂Al34Si4N两种硬质涂层, 并在室温大气环境下采用球/盘式摩擦磨损仪研究它们同40Cr齿轮钢的摩擦磨损行为。采用表面接触角测试仪OCA40Micro、3D表面形貌仪、扫描电子显微镜、电子能谱分析了涂层磨痕, 探讨了两种涂层与齿轮钢对摩的磨损机理。结果表明:两种涂层与40Cr齿轮钢摩擦时, 失效的主要机理均为粘着磨损, 伴随着氧化磨损。在与40Cr对磨时, Ti₆₂Al34Si4N涂层与40Cr的亲和力强, 摩擦过程中接触面温度较高, 容易融合形成高结合力粘结节点;表现高的摩擦系数0.6~0.7, 和初始阶段高的磨损率 (最高7.5×10^-15m³/N·m)。Al66Cr34N涂层与40Cr的亲和力较弱, 摩擦系数0.45~0.6, 初始磨损率最低为2×10^-16m³/N·m。