ZrN系列薄膜的研究进展

综述了近年来ZrN系列薄膜的研究现状,描述了ZrN薄膜的重要性质,介绍了以ZrN薄膜为基础的多层膜和复合膜的研究状况,分析了制备方法及工艺条件对薄膜的影响,并展望了ZrN薄膜未来的研究方向。     

ZrN涂层刀具的滑动磨损特性研究

山东大学摘要:采用电弧离子镀法在硬质合金刀具表面制备了厚度为2.19~5.23μm的ZrN系列涂层,测定了涂层的显微硬度,并通过划痕试验和摩擦磨损试验考察了涂层与基体的结合强度及其摩擦磨损性能。在扫描电镜下观察磨损表面形貌,结果表明:ZrN系列涂层能够显著提高硬质合金刀具的表面硬度;涂层与基体的结合强度较高,划痕临界载荷高于60N;与此同时,电弧离子镀法ZrN系列涂层可以显著改善硬质合金刀具的耐磨性能。磨损机理主要是磨粒磨损和涂层的微剥落。     

真空电弧离子镀ZrN涂层的工艺与性能

采用真空阴极电弧离子镀在不同基体材料上镀ZrN涂层,试验研究了ZrN薄膜的沉积工艺与性能,分析了基体偏压和沉积真空度对ZrN薄膜显微结构与性能的影响。XRD结果表明,随着偏压升高和炉底真空度的降低,ZrN（111）衍射峰逐渐增强,而（200）衍射峰逐渐减弱;炉底真空度降低,试样表面液滴状况明显变好。     

ZrN涂层YT15硬质合金刀具的制备及切削性能

采用中频磁控溅射和电弧离子镀相结合的方法,在YT15硬质合金刀片上制备了三种ZrN涂层,测试了涂层的物理性能,并通过切削试验研究了不同ZrN涂层对YT15硬质合金刀具切削性能的影响,并与无涂层刀具的切削效果进行了对比。结果表明:ZrN涂层的硬度较YT15硬质合金刀具的提高了12 GPa;三种涂层刀具中,有锆过渡层的ZrN涂层刀具降低了切削过程中刀具的切削力,使刀具的耐磨损性能得到提高。     

ZrN涂层YT15硬质合金刀具的制备与切削性能研究

应用多功能PVD涂层设备,选择了最佳的工艺参数,采用中频磁控溅射和电弧离子镀的组合工艺方法,在YT15硬质合金基体上沉积ZrN涂层,测试了涂层的物理胜能参数。通过切削试验研究了ZrN涂层对YT15硬质合金刀具切削性能的影响,并与未涂层刀具的切削效果做了对比,结果表明：ZrN涂层增强了刀具的硬度,降低了切削力,提高了刀具的耐磨损能力。     

高速钢表面真空电弧沉积ZrN薄膜的组织与性能研究

通过试验研究了在高速钢表面真空电弧沉积ZrN薄膜的组织与性能 ,分析了真空度和偏压条件对ZrN薄膜显微结构及性能的影响     

ZrN/TiN复合涂层刀具的制备及其磨损性能研究

采用中频磁控溅射和电弧离子镀两种方法组合在硬质合金基体上沉积ZrN／TiN复合涂层，采用切削试验来研究ZrN／TiN涂层对硬质合金刀具切削性能的影响。结果表明：ZrN／TiN复合涂层提高了硬质合金刀具的硬度，涂层刀具的显微硬度受基体硬度的影响，基体YG6、YT14涂层后的显微硬度分别可达2300HV，2500HV；使涂层刀具切削力的降低了20％；提高了涂层刀具的耐磨损能力。     

20CrNiMo钢表面磁控溅射制备TiN/ZrN多层薄膜的形貌及摩擦学性能

利用非对称双极脉冲磁控溅射技术在20CrNiMo钢表面制备了TiN/ZrN多层薄膜,利用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察了薄膜的截面和表面形貌,用划痕仪测试了薄膜与基体的结合力,通过球-盘摩擦磨损试验机对薄膜的摩擦学性能进行了研究。结果表明:制备的TiN/ZrN多层薄膜厚度约为2.1μm,薄膜均匀且致密,表面粗糙度为13.63nm;薄膜与基体结合较牢固,临界载荷达到51.0N;薄膜具有优良的减摩性,摩擦因数为0.16,较基体20CrNiMo钢的0.33明显减小,使该钢的耐磨性能得到提高。