试样参数对划痕试验临界载荷的影响

本文有摩擦力监测的划痕法研究了试样参数（基体硬度、膜厚、基体表面粗糙度等）对硬质摩膜（或软膜）的临界载荷Ｌｃ的影响．样品基材是Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２、５ＣｒＭｎＭｏ、４５钢、Ａ３钢和不锈钢．膜层为磁控溅射离子镀ＴｉＮ膜和Ｔｉ膜、化学镀ＮｉＰＣＵ膜，以及在Ｓｉ３Ｎ４上溅射镀Ａｌ膜．结果发现离子度ＴｉＮ膜和Ｔｉ膜与ＮｉＰＣｕ膜规律不同，ＴｉＮ膜和Ｔｉ膜的临界载荷Ｌｃ随基体硬度的提高而提高，但当基体硬度接近和超过膜层硬度时，Ｌｃ变化不大；基体粗糙度增加时Ｌｃ下降；随膜厚的增加Ｌｃ提高．而化学镀ＮｉＰＣｕ膜的临界载荷Ｌｃ随基体硬度的提高而下降，随基体表面粗糙度的提高而增加．以Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２为基体的ＮｉＰＣｕ膜，随膜厚的增加Ｌｃ变化不大．本文对上述规律的实质进行了初步探讨，并对目前生产中正在推广的工具钢磁控溅射离子镀ＴｉＮ膜的划痕法标准提出建议．     

基体钢的铸态碳化物

通过光学及电子显微技术，研究了基体钢６５Ｃｒ４Ｗ３Ｍｏ２ＶＮｂ钢中的铸态碳化物的形态、分布和结构。证明了基体钢是莱氏体钢，共晶体形态为层片状，铸态组织结构与Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２高速钢相似。     

离子束溅射沉积羟基磷灰石涂层钛种植体材料的制备和表征

采用Ａｒ＾＋离子束溅射沉积技术和钛基体上沉积羟基磷灰石薄膜涂层,Ａｒ＾＋离子束的能量分别为０．９ｋｅＶ、１．２ｋｅＶ和１．５ｋｅＶ。利用Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）、扫描电（ＳＥＭ０、透射电镜（ＴＥＭ）和红外光谱（ＦＴＩＲ）等检测方法,对制备的羟基磷灰石薄膜涂层进行了表征。Ｘ射线衍射和透射电结果表明该薄膜涂层为非晶态;红外光谱中无羟基（ＯＨ）特征峰存在,ＣＯ３根吸收峰的出现说明制备过程中会引入ＣＯ３根;扫     

TiN气相沉积层对3Cr2W8V钢热疲劳性能的影响

采用自约束热劳试验方法研究了ＴｉＮ等离子气相沉积怪对３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢热疲劳性能的影响。结果表明：ＴｉＮ沉积层可以有效地提高钢的疲劳抗力，随沉积层厚度减薄，热疲劳抗力增加；随热循环上限温度和蔼同，ＴｉＮ沉积层的热疲劳抗力降低；ＴｉＮ沉积层具有很的热循环稳定及抗氧化性。     

添加元素对TiN涂层磨损机理的影响

利用ＡＥＳ，ＸＲＤ和ＷＤＳ等手段研究了Ｗ１８Ｃｒ４Ｖ钢表面用多弧离子镀技术沉积ＴｉＮ涂层中添加Ａｌ，Ｃ等元素对涂层磨损机理的影响，试验结果表明，ＴｉＡｌＮ涂层限ＴｉＮ的相同，仍以微剥落为主要失效形式，而ＴｉＣＮ则在磨损接触面上形成了界面层，磨损过程就是界面层向涂层内部的迁移过程。     

压铸模的失效分析与失效抗力指标

对铝、铜合金压铸模具进行失效分析和对国内同类模具进行失效类型统计;实测３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ,４Ｃｒ５Ｍｏ２ＭｎＶＳｉ和４Ｃｒ３Ｍｏ２ＭｎＶＮｂＢ钢的六种性能,找出了影响铝、铜压铸模使用寿命的主要失效抗力指标。将三种钢制作同种模具进行实物考核,证实符合抗力指标要求的热模钢使用寿命长。     

热作模具钢热疲劳性能与铝液腐蚀性能研究

对４Ｃｒ５ＭｏＳｉＶ１钢和３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢分别进行３ＳＮＣ－ＲＥ共渗加氧化、ＳＮＣ共渗加氧化和ＳＮＣ－ＲＥ共渗等表面处理，并对经处理的试样分别进行了热疲劳性能和铝液腐蚀性能试验研究。     

(WC-Co/NiCrBSi)钎焊涂层结合机制及磨损性能研究

采用真空钎焊工艺,将ＷＣ－Ｃｏ硬质合金粉和ＮｉＣｒＢＳｉ（ＡＷＳＢＮｉ－２）合金粉钎焊到４５＃钢表面,得到（ＷＣ－Ｃｏ／ＮｉＣｒＢＳｉ）钎焊涂层。不同钎焊工艺下,涂层及涂层／基体的拉伸强度分别达１００—１４０ＭＰａ和３００－３６０ＭＰａ。初步分析了钎焊涂层结合机制。涂层的磨料磨损性能远高于同配比的火焰堆焊涂层及Ｃｏ－Ｃｒ－Ｗ堆焊层     

HD钢在气门热精锻模具的生产应用初步试验

气门热精锻模具失效的主要形式为热磨损和压塌，提高模具使用寿命的关键是使材料具有更高的室温和高温的硬度，磨损抗力，屈服强度和热稳定性。ＨＤ（４Ｃｒ３Ｍｏ２ＮｉｖＮｂ）钢比传统应用的３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢具有更高的上述性能及足够的韧塑性，因而其模具在理论上具有更长的工作寿命。生产应用试验表明，ＨＤ钢制气门热精锻模具的使用寿命是３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢的２．２倍。     

曝光时对DCG中Cr2P3／2XPS谱的影响的研究

通过对不同曝光量的重络酸盐明胶（ＤＣＧ）中的Ｃｒ２Ｐ３／２ＸＰＳ（Ｘ射线光电子能谱）的测定发现，Ｃｒ２Ｐ３／２ＸＰＳ谱随曝光量呈规律性的变化；在０￣１９５ｍＪ／ｃｍ＾２曝光量范围内，它的１／５高密度（ＦＷＦＭ，即：ｔｈｅ ｆｕｌｌ ｗｉｄｔｈ ａｔ ｆｉｆｔｈ ｍａｘｉｍｕｍ）和５７６．４ｅＶ附近的峰的相对强度先随曝光量的增加而减小；相反，它的５７９．４ｅＶ和５７７．４ｅＶ附近的两个峰的相对强度却     

多离子束沉积Ti-N膜横截面组织的电镜研究

多离子束混合材料表面改性技术有比离子镀和离子注入方法优越之处。本文研究了高速钢(W18Cr4V)表面多离子束混合沉积 Ti-N 膜的横截面组织,结果表明,从基体至镀膜顶端共有5个层次的组织。在基体表面有一层约20nm 厚的 Ti-Fe 非晶合金层,非晶层外是层状 Ti_2N 组织,极细纤维状Ti_2N 组织,极细纤维状、略有粗化的纤维状以及细柱状的 Ti_2N 和 TiN 组织,最外层是细柱状的 TiN 组织。高速钢基体表面晶粒明显细化,且有约100nm 左右深度的 Ti-N-Fe 及其它基体元素的混合区。探讨了膜层形成机理及对性能影响。     

稀土铈对热作模具钢TiN系离子镀涂层性能的改进

为了解决TiN涂层的膜/基结合力不够高和高温抗氧化性不足等问题,综合利用电弧离子镀和涂层合金化技术,在4Cr5MoV热作模具钢基体上制备了添加稀土元素Ce的TiN系涂层,测定了涂层的显微硬度、孔隙率、耐磨性及膜/基结合力,并做了恒温氧化试验和抗热震性试验,以研究稀土元素Ce对TiN,Ti(Al,V)N涂层的改性作用.试验结果表明,Ce的加入能提高涂层的耐磨性,显著提高涂层的膜/基结合力,使其高温抗氧化性和抗热震性明显改善,可大大提高4Cr5MoV钢涂层热作精密模具的使用寿命和使用效果.     

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.     

M2高速钢离子渗氮与离子镀TiN复合工艺

在改进后的DLKD800型离子镀膜机中，对M2高速钢基体材料施以离子修氮与离子镀TiN复合工艺。研究表明离子渗镀复合处理后，可使高速钢W6Mo5CR4v2（即M2）试样TiN膜硬度的测试情、基体表面硬度值（渗氮层部分）、膜基间的复合强度都有明显地提高。高速钻头经离子渗镀复合工艺后，使用寿命有显著提高。     

调制比对电弧离子镀Cr/TiN纳米多层膜力学性能的影响

采用电弧离子镀技术,通过改变调制比沉积Cr/TiN纳米多层膜.利用扫描电子显微镜、原子力显微镜、X射线衍射仪、纳米压痕仪研究了调制比对Cr/TiN纳米多层膜表面形貌、微观结构以及力学性能的影响.结果表明,纳米多层膜表面致密、平滑均匀,膜层与基底结合良好,膜层综合力学性能优异,出现明显的纳米效应和界面效应.当调制比为2:...     

0Cr15Ni5Cu2Ti不锈钢表面TiN膜层制备

0Cr15Ni5Cu2Ti不锈钢基材表面多弧离子镀方法制备TiN硬质涂层.工件表面镀膜处理技术的关键是膜/基结合强度.分析预热温度和工作偏压对膜层的膜/基结合强度、膜层结构及表面硬度的影响,优化制备工艺,满足使用要求.结果显示预热温度和工作偏压对膜/基结合效果影响显著.镀膜处理后,工件表面硬度大于1200HV0.05,膜/基结合力最小临界载荷高于60N.     

Titanium nitride deposition on hardened high speed steel by reactive magnetron sputtering

Hardened W-Mo-Co high speed steel SIS-2723 (Swedish standard) used for the manufacture of cutting tools was deposited with titanium nitride by reactive magnetron sputtering. In this work we have studied the influence of the substrate deposition temperature on the chemical composition, hardness and adhesion at the interface and in the bulk of the TiN film.

At an approximately 400°C deposition temperature the critical load C_L is at maximum. At the TiN film-substrate interface and at a 400°C deposition temperature it was also found that the ratios Si:N, C:N, C:Ti, Mo:N and Cr:N are at maxima and N:Ti is at a minimum. At a 200°C deposition temperature the O:Fe ratio at the interface is at a maximum and between 400 and 500°C this ratio is at a minimum. The titanium nitride surface hardness as well as the ultramicrohardness in cross-section reach maxima at a 400°C deposition temperature. Further analysis of the TiN film adhesion shows that it is adhesive at deposition temperatures below 350°C and cohesive at higher temperatures.     

Molecular dynamics study of adhesion strength and diffusion at interfaces between interconnect materials and underlay materials

A molecular-dynamics technique for determining the adhesion strength and analyzing diffusion at interfaces between different materials has been developed. The adhesion strength is determined by calculating the adhesive fracture energy defined as the difference between the total potential energy of the material-connected state and that of the material-separated state. This technique is used to determine the adhesion strength and analyze diffusion at the interfaces between Cu films and high-melting-point materials that are used as underlay materials for Cu interconnects in ULSIs. The adhesive fracture energy shows that the adhesion strength of the Cu/Ru and Cu/Ir interfaces is much higher than that of the Cu/W, Cu/TiN, and Cu/Ta interfaces. Because the diffusion of Cu atoms at the Cu/Ru and Cu/Ir interfaces is suppressed, the surface smoothness of Cu films on Ru and Ir is much better than that on W, TiN, and Ta. It is also found that adhesion strength and smoothness increase with decreasing lattice mismatch between Cu and the underlay material. These results are confirmed by SEM (scanning electron microscope) and scratch testing. Received 27 October 1999     

空心阴极TiN镀层的摩擦磨损行为

基于刀具在切削过程中摩擦系统的特点,本文对空心阴极(HCD)法制备的TiN镀层的摩擦磨损行为进行了研究。在有油润滑的条件下,高速钢W18Cr4V镀TiN后,耐磨性可提高三倍。增大载荷和提高磨料的硬度,更能显示TiN镀层的优越性。本文试验条件下,TiN镀层的磨损机制主要为应力疲劳。