三种材料多弧离子镀TiN涂层性能比较

硬质ＴｉＮ薄膜广泛用作高速钢刀具有耐磨层,较少用于其他钢种。本文选择Ｗ６Ｍｏ６Ｃｒ４Ｖ２、３Ｃｒ２ＡＷ８Ｖ和ＧＣｒ１５三种材料用多弧离子设备沉积ＴｉＮ淫层,测定了涂 表面硬度、涂层与基体的结合力、ＴｉＮ涂层的结构及过渡层硬度分布。试验结果证明：只有选择在沉积温度下保持高的硬度及含有较多合金元素尤其是Ｖ元素的基本材料,才能获得良好的性能的ＴｉＮ涂层。     

多弧离子镀沉积温度对TiN涂层性能的影响

在多弧离子镀设备上沉积了ＴｉＮ涂层,研究了不同沉积温度下ＴｉＮ涂层的表面硬度及与基体的结合力。实验结果表明,在保证基体材料不过热的前提下提高沉积温度,有利于提高ＴｉＮ涂层的性能。     

铝合金表面多弧离子镀TiN涂层的耐磨性能

采用多弧离子镀在ZL109铝合金表面进行了TiN涂层处理,并对涂层的载荷耐磨性进行了分析和讨论.结果表明,ZL109铝合金表面多弧离子镀TiN涂层后,其耐磨性得到明显提高.在1 N的载荷下,连续磨损90 min时,未镀膜试样的磨痕宽度几乎是TiN试样的2倍,镀有TiN膜试样的平均摩擦因数几乎是未镀样的50%.在2 N的载荷下,由磨痕的形貌和宽度随时间的变化可见,镀有TiN涂层的试样在磨损前期,主要以粘着磨损为主,在磨损后期以磨粒磨损为主.     

多弧离子镀制备TiN/TiBN纳米复合涂层的结构和性能

为了满足复合材料高速切削加工的需要,用金属Ti靶和纯TiB2靶作为靶材料,在N2气氛下用多弧离子镀方法制备了TiN/TiBN纳米复合涂层。利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析涂层的组织结构、成分和表面形貌;利用显微硬度计、划痕仪和球盘摩擦仪分析调制周期对涂层力学性能的影响。结果表明:TiN/TiBN纳米复合涂层的调制周期范围为5.5~21nm,主要成分为晶相TiN、非晶BN和TiB2;调制周期对涂层的力学性能有较大的影响,随着调制周期的减小,硬度增加,调制周期最小时最大硬度达到29GPa;最大膜基结合力为88N,且所有样品均表现出较高的膜基结合力。随着转速的增大,摩擦因数与表面粗糙度两者表现出相同的变化趋势,摩擦因数最大值为0.31,其低摩擦因数与自润滑的BN相的存在有关。调制周期减少,界面积增加,TiN/TiBN纳米复合涂层的力学性能增强。     

离子镀TiN涂层的高温氧化特性

研究了离子镀ＴｉＮ涂层在５００－７００℃间的高温氧化特性,并利用ＳＥＭ观察和ＸＲＤ相分析的氧化产物的类型及膜失效机制。结果表明,ＴｉＮ膜的氧化遵循抛物线扩散规律,其氧化产物为金红石型ＴｉＯ２。与Ｍ２和３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ相比,ＴｉＮ膜具有优良的抗氧化性能。以Ｍ２为基体的ＴｉＮ涂层抗氧化性能略高于以３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ为基体的ＴｉＮ涂层。     

多弧离子镀TiN涂层工艺及相结构

探讨了多弧离子镀技术中预轰击时间、氮分压和靶电流等对高速钢ＴｉＮ涂层的影响。结果表明,在不同的工艺条件下,ＴｉＮ涂层的相结构组成基本相同,但相对量不一样。当氮分压降低时或当预轰击时间延长时,涂层的硬度增大,耐磨性能改善。当靶电流减小时,涂层的硬度和耐磨性能降低。     

多弧离子镀TiN低温涂层的研究

研究了在多弧离子镀设备中，在低温（３５０℃以下）沉积的ＴｉＮ涂层的特点，性能及应用。经Ｘ射线衍射分析和扫描观察电子探针等测定，低温ＴｉＮ涂层具有单相ＴｉＮ结构，涂层表面有粒度大小不一的颗粒，断口呈细密纤维形貌。低温ＴｉＮ涂层有良好的耐磨性和使用性能。     

TiN多弧离子镀涂层质量与X射线衍射图谱

对ＴｉＮ多弧离子镀涂层的质量和性能进行了试验与分析。试验结果表明：涂层的质量和性能与Ｘ射线衍射图谱之间存在着对应关系,在Ｘ射线衍射图谱中具有强烈ＴｉＮ（１１１）择优取向的涂层表面光亮、结合强度高、硬度高、面磨性好。     

空心阴极与多弧离子镀TiN涂层高速钢摩擦磨损特性的比较研究

本文用空心阴极和多弧离子镀方法在高速钢基体材料上制备了TiN靠层，研究评价了其摩擦磨损性能，并与刀具切削性能进行对比．结果表明：TiN涂层的摩擦磨损性能优于基体材料．从摩擦磨损机制上探讨了经TiN涂层的高速钢刀具比非涂层的刀具使用寿命明显延长，加工质量明显提高的原因。     

后处理对多弧离子镀NiCoCrAlY涂层高温氧化性能的影响

用多弧离子镀在镍基高温合金K417G上制备了NiCoCrAlY涂层,对涂层进行了1050℃真空退火4小时、粉末包覆渗铝、1100℃下预氧化1小时等后续预处理;研究了涂层在1000℃下的高温氧化行为.结果表明：真空退火处理使涂层组织更致密,涂层形成β+σ+γ/γ′多相平衡组织,轻微降低了涂层退化倾向;渗铝处理基本消除了涂层内孔洞,降低了表面粗糙度,使涂层表面Al含量大幅增加,形成β相/扩散过渡层/β+σ+γ/γ′三层结构,并延长了涂层的寿命;1100℃短时间预氧化使涂层表面形成了α-Al2O3薄层,阻碍了亚稳态氧化铝膜的形成,从而进一步提高了涂层的抗氧化性能,延迟了涂层退化.     

Ti2AINb基合金多弧离子镀铝层的抗高温抗氧化性能研究

利用多弧离子镀技术在Ti2 AlNb基合金表面制备镀铝层。采用SEM、EDS和XRD分析了膜层的显微组织、化学成分及其相组成,研究了镀铝层的850℃高温抗氧化性能。结果表明：Ti2 AlNb基合金的镀铝层是均匀、致密的,经850℃高温氧化100 h后,表面氧化层主要是Al2 O3,次表层是TiAl3、TiNb4,镀铝有效地提高了Ti2 AlNb基合金的高温抗氧化性能。     

High-Temperature Oxidation Behavior of (Ti,Cr)N Coating Deposited on 4Cr13 Stainless Steel by Multi-arc Ion Plating

在4Cr13不锈钢表面进行多弧离子镀沉积(Ti,Cr)N涂层,研究不同Cr含量的(Ti1-xCrx)N(x=0.28,0.56,0.73)复合薄膜在700℃的高温氧化行为。考察了薄膜氧化后的表面形貌、成分等。用热重法(TG)与差示扫描量热分析法(DSC)分析(Ti,Cr)N薄膜的加热氧化情况,并与TiN薄膜进行对比。结果表明:随着铬靶弧电流(ICr)的提高,(Ti1-xCrx)N薄膜中的Cr含量增加,Cr含量与ICr/ITi存在着线性关系;Cr含量越高,(Ti1-xCrx)N薄膜的高温抗氧化性能越好;(Ti1-xCrx)N薄膜的氧化热力学温度均高于TiN薄膜,表明Cr的加入明显提高了薄膜的氧化热力学温度。     

多弧离子镀TiN涂层在冲孔冲模上的应用

采用多弧离子镀法在螺帽冲孔冲模上进行了ＴｉＮ涂层处理，并对涂层的显微硬度、耐磨性能、失效形式进行了分析和讨论。结果表明，ＴｉＮ涂层冲头使用寿命比未涂层冲头可提高５倍。ＴｉＮ涂层膜和一定厚度的高硬度的过渡层显著提高了冲模的耐磨性能和抗冲击疲劳性能。     

3Cr2W8V钢模具离子镀TiN

用多弧离子镀在３Ｃｒ２Ｗ８Ｖ钢热镦上沉积ＴｉＮ，测定涂层与基体的结合力，试验表明，ＴｉＮ涂层模具表层不出现热模具通常存在的低硬度层，ＴｉＮ涂层硬度高，摩擦系数小，与基体结构力强，抗热疲劳和热磨损性能好。     

不锈钢热浸镀铝后的抗氧化性能

通过对普通奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti热浸镀铝（Al）＋混合稀土（RE）,分析了热浸镀铝不锈钢的高温长时间（500h）抗氧化性能。结果表明,热浸镀铝不锈钢在700℃、800℃的氧化增重较相同条件下未镀铝不锈钢的氧化增重高;1000℃氧化时,在热浸镀铝不锈钢的表面生成完整的α－Al2O3,使镀件表现出良好的长时间抗氧化性能,因而可以在此温度下长期使用。     

3Cr2W8V钢离子镀TiN涂层的高温滑动磨损性能

研究了3Cr2W8V钢基体离子镀TiN涂层在500-700℃的高温磨损性能。利用XRD法分析了涂层的相结构,用划痕法测定了涂层的结合力,并用SEM观察分析了磨损形貌和磨损机理。结果表明：随温度升高,TiN涂层和基体的磨损率及磨擦系数均上升。TiN涂层的高温耐磨性优于3Cr2W8V基体。涂层的主要磨损机制为粘着转移磨损和磨料磨损。     

电弧离子镀Al-Si-Y涂层的氧化性能研究

ЖС6У Ni基高温合金是航空发动机涡轮叶片常用的材料,为了提高其氧化性能,利用自制的Al-Si-Y合金阴极靶材,采用电弧离子镀技术在ЖС6У Ni基高温合金基体上沉积Al-Si-Y合金涂层,研究了Al-Si-Y涂层在1100℃时的恒温氧化性能、1000℃时的循环氧化性能.结果表明:Al-Si-Y涂层在氧化过程中生成了连续致密的A12O3膜.将Al-Si-Y涂层与传统的二元渗Al-Si层以及国内外的多元涂层相比较,结果表明Al-Si-Y涂层的氧化性能要优于其他涂层.     

离子镀TiN膜层的抗蚀性研究

本文对比研究了45钢和ICr18NigTi钢两种不同基体材料镀TiN膜与未镀TiN膜试样的抗盐水腐蚀性能。结果表明，在基材上沉积致密的TiN膜层能十分有效地提高抗腐蚀性，并指出在膜层存在针孔时，将使抗腐蚀性降低，而且这种影响与基材有关。