真空退火对多弧离子镀Ti-Al-N涂层的影响

采用多弧离子镀技术和后续的真空退火工艺在06Cr19Ni10不锈钢基体上制备了Ti2AlN涂层;研究了多弧离子镀工艺及退火处理对涂层的成分、相组成以及摩擦系数等性能的影响。结果表明,沉积时氮气通量以及退火温度的选择是Ti2AlN相形成的关键因素,在氮气通量40 nm3/h、负偏压400 V、靶电流75 A、占空比90%的条件下镀制的涂层经700℃真空退火获得了纯度较高的Ti2AlN涂层,其硬度为7.2 GPa,摩擦系数仅为0.18。     

多弧离子镀TiAlSiN梯度涂层制备及切削性能

针对含Si超硬涂层与基体结合强度不足,切削过程中涂层易发生剥落从而导致涂层刀具切削性能低的问题,采用离子源增强的多弧离子镀技术在硬质合金刀具上制备了不同含Si层梯度结构的TiAlSiN梯度涂层。利用XRD、SEM、OM以及切削试验探讨不同含Si层梯度结构对涂层物相、表面形貌、膜基结合强度、摩擦磨损以及切削性能的影响。结果显示：不同含Si层梯度结构的TiAlSiN涂层主要由固溶的（Ti,Al） N和（Al,Ti） N相组成。其中,低Si直接过渡的TiAlSiN涂层（S3）呈现出较高的硬度、良好的膜基结合力、较低的涂层残余应力和摩擦因数。铣削结果显示,涂层刀具的切削磨损机理主要表现为粘着磨损。当切削速度为80 m/min时,低Si过渡涂层（S3涂层）表现出更高的切削长度（925 m）,显著高于S1涂层的525 m;当切削速度由80 m/min增加至110 m/min时,S3涂层切削长度增加到1650 m。对含Si刀具涂层进行梯度设计,可有效提高涂层的膜-基结合强度和涂层刀具的切削性能。     

Al含量对电弧离子镀共沉积Ti1-xAlxN涂层性能的影响

利用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、划痕仪、磨损实验仪等,研究了不同铝含量的Ti1-xAlxN涂层性能.结果表明：当铝含量约为52%时,经涂层处理试样的显微硬度、摩擦磨损性能都得到了很大的提高,能达到使用钛铝合金靶离子镀Ti1-xAlxN涂层的相应性能,而从经济性来说,利用独立钛、铝靶比钛铝合金靶制备Ti1-AlxN涂层的成本要低得多,从而具有降低生产成本,提高生产效益的优势.     

Ti/AlN/Ti/AlN复合涂层的制备和阻氘性能研究

为提高AlN涂层的稳定性和阻氚性能,提出“Ti-AlN”复合结构涂层。采用磁控溅射法在316L不锈钢基体表面制备了结构致密、总厚度约500 nm的Ti/AlN/Ti/AlN复合涂层。对涂层样品进行不同的真空热处理后,采用SEM、XRD、AES等手段分析涂层样品在热处理前后的微观形貌和结构变化,并对样品在200-600 ℃的阻氘性能进行测试和分析。结果表明,仅热处理温度为760 ℃时,Ti-AlN界面反应生成少量的Al3Ti相。在所有涂层样品中,热处理温度为700 ℃、升温速率为1.5 ℃/min的复合涂层表现出最优的阻氘性能,其600 ℃的PRF（Permeation Reduction Factor）高达536。当热处理温度升高至760 ℃或升温速率达到2.5 ℃/min时,表层AlN层的开裂程度更为严重,并导致涂层的阻氘性能显著降低。另外,所有涂层样品的PRF（阻氘性能）均随渗透温度的降低而急剧减小,表明氘气渗透过程中的温度变化会导致复合涂层阻氘性能失效。     

电弧离子镀(Ti,Cr)N涂层的制备与性能研究

采用电弧离子镀膜机,通过调节Ti靶和Cr靶的阴极弧电流,在W6Mo5Cr4V2高速钢基体上制备了（Ti1-x Crx）N涂层,并对其组织结构和性能进行了研究。结果表明,该涂层具有较高的显微硬度,而且随Cr含量的增加,硬度值先增大后减小;涂层具有较高的膜基结合力;Cr的引入不仅有利于提高膜基结合力,对（Ti,Cr）N涂层的抗氧化性也有好处,在700℃时具有很好的抗氧化性。     

1Cr18Ni9Ti多弧离子镀耐蚀涂层研究

利用多弧离子镀技术在1Cr18Ni9Ti表面沉积Ti、TiN、Zr、ZrN、ZrN+TiN等涂层,并对涂层进行化学钝化和高温扩散等后续处理,然后分别在不同浓度的HCl、H_2SO_4溶液中作了腐蚀速率、腐蚀电流的测定,用扫描电镜观察了涂层腐蚀后的表面形貌,并对Ti系、Zr系涂层的耐蚀性及失效形式进行了分析.     

真空热处理对多弧离子镀NiCoCrAlY涂层高温氧化行为的影响

采用多弧离子镀技术在镍基高温合金上沉积NiCoCrAlY涂层,通过真空热处理消除涂层内部孔洞。研究了950、1000和1050℃热处理后的涂层在1000℃下的氧化实验,以探究最优的热处理温度。采用XRD、SEM和EDS观察分析涂层的物相组成和表截面形貌。结果表明,真空热处理后,基体与涂层结合紧密,氧化增重相对缓慢,涂层表面能形成均匀致密的氧化膜。其中,1000℃下真空热处理的涂层表现出了良好的抗氧化和防剥落性能。     

Mo对多弧离子镀(Ti,Mo)xN涂层组织与性能的影响

采用Ti/Mo复合靶 ,用多弧离子镀技术沉积了 (Ti,Mo) xN多元涂层 ,研究了Mo对该涂层组织与性能的影响。结果表明 ,涂层的主要结构为 (Ti,Mo) 2 N ,其中Mo的固溶度可达 4 56% (质量分数 ) ,并具有较高的显微硬度、抗氧化性和低的孔隙率。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。     

工艺参数对Ti合金表面电弧离子镀TiAIN涂层的性能影响

综合分析了电弧离子镀中氮气分压、阴极弧流、基体偏压等工艺参数对在Ti合金表面制备TiAIN涂层的影响,及涂层性能与工艺参数的相互关系.并简要介绍了在TC4钛合金表面镀制TiAIN涂层的优化工艺参数.     

工艺参数对Ti合金表面电弧离子镀TiAlN涂层的性能影响

综合分析了电弧离子镀中氮气分压、阴极弧流、基体偏压等工艺参数对在Ti合金表面制备TiAlN涂层的影响,及涂层性能与工艺参数的相互关系。并简要介绍了在TC4钛合金表面镀制TiAlN涂层的优化工艺参数。     

电弧离子镀氧化铬涂层的组织结构及硬度

采用电弧离子镀方法在不锈钢基体上沉积Cr2O3薄膜，研究了氧流量和脉冲偏压对薄膜相结构、沉积速率、表面形貌、薄膜硬度的影响。结果表明，氧流量和脉冲偏压对薄膜的相结构有较大的影响，在氧流量为130cm^3／s、脉冲偏压为-100V时，出现Cr2O3{001}面择优取向；氧流量增高，脉冲偏压增大时，薄膜的表面形貌得到改善；在脉冲偏压为-200V、氧流量为130cmf^3／s时，可获得符合Cr2O3化学计量比的薄膜，其硬度达到36GPa。     

EFFECT OF NITROGEN CONTENT ON THE MICROSTRUCTURE AND PROPERTIES OF CNx FILMS DEPOSITED BY PULSED BIAS

用脉冲偏压电弧离子镀设备在保持脉冲偏压一致和工作气压恒定的条件下, 控制不同氮流量 在硬质合金基体上制备了不同氮含量的CNx薄膜. 用SEM, GIXRD, XPS, 激光Raman谱和纳米压 入等方法分别研究了薄膜的表面形貌、成分、结构与性能. 结果表明, 随着氮流量的增加, 薄膜中氮 含量先是线性增加然后趋于平缓, 薄膜呈非晶结构且为类金刚石薄膜, 其硬度与弹性模量随着氮含量 增加先增加后下降, 在x=0.081时出现最大值, 分别为32.1 GPa和411.8 GPa. 分析表明, 通过氮含量 的改变而使sp3键含量发生改变是影响薄膜性能变化的重要因素.     

离子束辅助轰击对电弧离子镀沉积TiAlN膜层的影响

采用俄罗斯UVN 0.5D2I离子束辅助电弧离子镀沉积设备,在高速钢W18Cr4V基材上沉积TiAlN膜层;利用N离子束对膜层沉积之前的预处理和膜层沉积时的辅助轰击,并用SEM、X射线衍射和力学测试等手段研究了N离子束轰击对膜层表面形貌、相结构、显微硬度影响.结果表明:N离子束的预处理在基材表面形成了一定厚度N的过渡层;N离子束对膜层的辅助轰击,明显地降低了膜层表面"大颗粒"的密度,改善了膜层的表面形貌;同时,形成了由过渡层成分与膜层成分动态混合的扩散层;无N离子轰击时,TiAlN膜层是由(TiAl)N相和Ti2AlN相组成;轰击能量为7.5 keV时,TiAlN膜层也是由(TiAl)N相和Ti2AlN相组成,但(TiAl)N(111)取向减弱,而(200)和(220)取向均增强;Ti2AlN(211)及(301)取向均减弱.N离子束辅助轰击,使膜层的显微硬度由原来的21 GPa提高到25.3 GPa.     

THE EFFECTS OF PULSE BIAS VOLTAGE AND N2 PARTIAL PRESSURE ON TiAIN FILMS OF ARC ION PLATING (AIP)

Owing to the characteristics of arc ion plating(AIP) technique, the structure and com-position of TiAlN films can be tailored by controlling of various parameters such ascompositions of target materials, N2 partial pressure, substrate bias and so on. ln thisstudy, several titanium aluminum nitride films were deposited on 1Cr11Ni2 W2Mo Vsteel for compressor blade of areo-engine under different d.c pulse bias voltage and ni-trogen partial pressure. The effects of substrate pulse bias and nitrogen partial pressureon the deposition rate, droplet formation, microstruture and elemental component ofthe films were investigated.     

THE EFFECTS OF PULSE BIAS VOLTAGE AND N_2 PARTIAL PRESSURE ON TiAlN FILMS OF ARC ION PLATING (AIP)

1. IntroductionTitanium aluminum nitride has been successfully developed as wear-resistance andallti-corIosion coating material fOr more thall ten years["'1. Arc ion plating technique isthe most perspective PVD method for industrial manufacture. Owing to a high degreeof ionization in the taxget material, the plasma can be easily controlled by a negativesubstrate bias potential, which results in effective ion bombardment of s.bst.at.s[3]. Thecontrol of reartive gas is also especially critical…     

离子轰击镀对铀上铝镀层组织及防腐蚀性能的影响

研究了偏压镀、循环氩离子轰击镀和间歇式镀对铀上铝镀层组织及防腐蚀性能的影响．结果表明,3种离子轰击镀方法对铝镀层的组织产生强烈影响，且组织的致密程度与其防腐蚀性能呈现了较好的一致性．在-100V、-200V和-500V偏压条件下，镀层组织致密、防腐蚀性好；在-300V偏压下，镀层的致密性和防腐蚀性均差，未加偏压(0V)的次之；循环氩离子轰击镀和间歇式镀对提高镀层的致密性和防腐蚀性更为显著．离子轰击镀沉积的铝镀层均可不同程度地为铀提供好的保护效果．     

Formation of Ti2AlN phase after post-heat treatment of Ti-Al-N films deposited by pulsed magnetron sputtering

Ti-Al-N films with different compositions were prepared by varying the nitrogen flow rate using pulsed magnetron sputtering and subsequently annealed in air at 700 °C. The microstructure and microhardness of the films were investigated before and after heat treatment. The XRD results indicate that no Ti₂AlN MAX phase occurs in all the as-deposited films. Ti₂AlN phases could be acquired only after annealing via solid state reaction. The formation condition of Ti₂AlN phase is strongly dependent on the film composition. It has been found that the nitrogen concentration in the films plays a key role for the phase formation, and the critical value is in the range of 22.5-29.6 at.%. The fractured cross-section SEM images show that all the as-deposited films exhibit a fine columnar morphology. The annealed films with Ti₂AlN phase components change the morphology from columnar to fine equiaxed polycrystalline. In addition, the microhardness of the films containing Ti₂AlN phase is also explored, which is within the range of 18-24 GPa.     

脉冲偏压对电弧离子镀Ti/TiN纳米多层薄膜显微硬度的影响

采用脉冲偏压电弧离子镀方法在高速钢基体上沉积Ti／TiN纳米多层薄膜,采用正交实验法设计脉冲偏压电参数,考察脉冲偏压对Ti／TiN纳米多层薄膜显微硬度的影响．结果表明,在所有偏压参数（脉冲偏压幅值、占空比和频率）和几何参数（调制周期和周期比）中,脉冲偏压幅值是影响显微硬度的最主要因素;当沉积工艺中脉冲偏压幅值为900V、占空比为50％及频率为30kHZ时,薄膜硬度可高达34．1GPa,此时多层膜调制周期为84nm,TiN和Ti单元层厚度分别为71和13nm;由于薄膜中的单层厚度较厚,纳米尺寸的强化效应并未充分体现于薄膜硬度的贡献中,硬度的提高主要与脉冲偏压工艺,尤其是脉冲偏压幅值对薄膜组织的改善有关．     

HR-2不锈钢表面渗Al涂层的制备

为避免制备温度过高引起基体性能退化,采用了室温熔盐电镀与热处理复合技术在HR-2不锈钢卜进行了渗Al涂层制备研究,并对涂层的形貌、结构和成分进行了表征.结果表明,利用该技术制备渗Al涂层是可行的;经500℃和700℃两种温度下热处理,成功制得成分渐变,冶金结合且无缝隙和裂纹的10-15 μm厚渗Al涂层.经700℃下2 h热处理后,渗Al涂层与基体无明显界面,依次由(Fe,Cr,Mn,Ni)2Al5,(Fe,Cr,Mn,Ni)Al和(Fe,Cr,Mn,Ni)3Al3层组成;与700℃热处理后不同,经500℃下10 h热处理后,渗Al涂层与基体间界面明显,由内外两层组成.