PEMSIP法沉积的TiN涂层对刀具切削性能的影响

基片负偏压增加，使等离子体增强磁控溅射离子镀TiN涂层的相组成朝着富氨相及其含量增加的方向发展，由Ti2N和TiK两相组成的涂层硬度最高，可达Hk2460。切削力测定表明，由Ti2N和TiN两相组成的刀具涂层使切削力略有下降。涂层能明显提高刀具耐用度。     

极间距对PEMSIP法高速钢基体TiN涂层的影响

应用χ射线衍射分析研究了极间距对ＰＥＭＳＩＰ法ＴｉＮ涂层相互组成的影响，结果表明，随着极间距增加，涂层相组成朝着富氮相及其含量增加的方向发展，变化趋势为：（αＴｉ＋Ｔｉ２Ｎ＋ＴｉＮ）→（Ｔｉ２Ｎ＋ＴｉＮ）→ＴｉＮ。极间距对ＴｉＮ涂层硬度的影响是由其影响涂层相组成而引起的，其中，由Ｔｉ２Ｎ和ＴｉＮ两相组成的涂层硬度最高。     

TiN涂层刀具切削淬硬H13钢切削性能试验研究

为研究TiN涂层刀具切削淬硬H13钢的切削性能,进行了TiN涂层刀具车削加工淬硬H13钢试验。分析了切削用量与切削力、切削温度的关系及涂层刀具磨损机制。研究得出切削速度、切削深度、进给量都对主切削力Fz和切深抗力Fx影响较大,对切削进给抗力Fy影响相对较小;切削速度对切削温度的影响最大;对刀具磨损观察发现刀具的前刀面有明显的月牙洼磨损,刀尖部位出现了微崩刃现象,后刀面出现磨粒磨损。研究结果为生产加工中优化切削用量及提高刀具寿命提供了技术支持和试验依据。     

N2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层的影响

目的研究N_2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层组织结构和性能的影响,优化TiN涂层的制备工艺。方法在不同N_2流量的条件下,采用等离子体增强磁控溅射法制备TiN涂层。采用3D形貌仪和扫描电子显微镜观察涂层的表面形貌,利用X射线衍射仪测定涂层的相结构,利用显微硬度计测试涂层试样的硬度,利用球-盘摩擦磨损试验机考察涂层试样的摩擦磨损性能,利用能谱仪分析磨痕表面的化学组成。结果 N_2流量小于61.5 mL/min时,增加N_2流量对总气压和靶电压的影响很小;N_2流量超过61.5 mL/min后,总气压和靶电压均随着N_2流量的增加而显著增大。随着N_2流量的增大,制备的TiN涂层X射线衍射谱中的TiN(111)、TiN(220)衍射峰强度不断增大,TiN(200)衍射峰强度先不变后突然减小。N_2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的致密性最好,硬度最高。N_2流量在50~61.5 mL/min范围内,制备的TiN涂层试样的磨损率较低,最低可达7.4×10~(-16) m~3/(N·m)。当N_2流量超过63 mL/min后,TiN涂层试样的磨损率显著增大。结论 N_2流量对等离子体增强磁控溅射TiN涂层择优取向、硬度及摩擦磨损性能的影响较显著,N_2流量约为61.5 mL/min时,制备的TiN涂层试样的硬度和耐磨性最好。     

轴承钢磁控溅射TiN涂层工艺参数对其性能的影响

目的研究磁控溅射工艺参数,包括溅射功率、溅射时间,对TiN涂层轴承钢表面性能的影响。方法采用磁控溅射技术,固定其他工艺参数不变,分别以溅射功率和溅射时间为变量,在轴承钢GCr15表面镀制TiN膜层,并测定硬度,进行摩擦磨损试验。结果固定溅射功率为200 W,随镀膜时间的延长,硬度和耐磨性呈递减趋势,镀膜时间为5~10 min时,硬度值达345.23~353.88HV,摩擦磨损量为2.9~3.4 mg。固定镀膜时间为30 min,随着溅射功率从70 W增大至200 W,硬度与耐磨性也呈递减趋势,溅射功率为100 W时,硬度值可达577.91HV,摩擦磨损量为0.9 mg。结论溅射功率的影响占主导地位,且溅射功率不宜偏高。欲提升材料表面硬度和耐磨性能,溅射功率取100 W,镀膜时间取30 min最为适宜。     

铁基体等离子体增强磁控溅射离子镀Ti－TiN涂层的组织结构

利用等离子体增强磁控溅射离子镀（ＰＥＭＳＩＰ），先在铁基体上镀一层很薄的钛中间层，继之沉积ＴｉＮ。对膜层进行俄歇电子能谱（ＡＥＳ）分析和透射电镜（ＴＥＭ）分析。结果表明，膜与基体之间有厚约５０ｎｍ的过渡层；膜基界面处有ＦｅＴｉ相；中间层与后继膜交接处Ｔｉ２Ｎ与α－Ｔｉ有取向关系。     

氮分压对PEMSIP法高速钢基体TiN涂层的影响

用Ｘ射线衍射分析研究了氮分压对ＰＥＭＳＩＰ法ＴｉＮ涂层相组成的影响，结果表明，随着氮分压增加，涂层相组成朝着富氮相及其含量加的方向发展，变化趋势为：ａＴｉ－（ａＴｉ＋Ｔｉ＋Ｔｉ２Ｎ）－ＴｉＮ。氮分压对涂层硬度影响主要是由氮分压影响涂层相组成而引起的，其中，由Ｔｉ２Ｎ和ＴｉＮ两相组成的膜硬度最高。     

TiN涂层硬质合金刀具切削高锰钢的磨损破损研究

测绘了切削温度、后刀面磨损量与切削时间或切削速度的关系曲线,分析了刀具前、后刀面显微磨损、破损形貌和化学变化。结果表明,TiN涂层硬质合金刀具切削奥氏体高锰钢时耐磨性优于单一硬质合金刀具,且适于低速切削(小于30m/min)。TiN涂层刀具的磨损、破损机制包括:低速长时间切削时刀尖塑性流动扩展为平行于前刀面的脆裂;中速切削时刀头平行于前刀面脆裂和进而的扩散磨损;高速切削时刀头的韧性断裂。     

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。     

金刚石涂层刀具加工石墨的切削性能

为充分对比不同类型金刚石涂层刀具的切削性能,定制几种不同类型金刚石涂层刀具进行等静压石墨切削加工,并与WC硬质合金刀具和TiAlN涂层刀具的切削情况对比,分析不同类型金刚石涂层刀具的涂层形貌、切削寿命、加工后的表面质量以及切削力。结果表明:制备的金刚石涂层刀具的涂层形貌主要为纳米晶和微晶,其寿命是硬质合金和TiAlN涂层刀具的10倍以上,且几种不同类型的金刚石涂层刀具寿命差异较小;金刚石涂层表面的晶粒细化可以降低加工表面的粗糙度和切削力,涂层脱落是金刚石刀具的主要磨损形式。      

TiN/TiAlN涂层Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的切削性能

采用多弧离子镀技术在Ti(C,N)基金属陶瓷基体上沉积了TiN/TiAlN多层涂层,通过扫描电镜、涂层附着力自动划痕仪对其显微组织形貌和涂层的结合强度进行了分析,并对涂层和未涂层金属陶瓷铣刀以及硬质合金铣刀进行了切削0Cr18Ni9钢的试验.结果表明,多弧离子镀TiN/TiAlN涂层均匀,TiN/TiAlN多层涂层与金属陶瓷之间的结合强度高达57.52 N.TiN/TiAlN涂层金属陶瓷的切削性能明显优于未涂层金属陶瓷和硬质合会YW2,其平均寿命为硬质合金刀具的2倍.TiN/TiAlN涂层金属陶瓷刀具的失效形式主要是磨损和崩刃,没有涂层剥落现象,TiN/TiAlN涂层与基体的结合强度很好.未涂层金属陶瓷刀具的磨损形式主要是磨损和粘着.     

溅射技术对TiN涂层结构和力学性能的影响

目的 沉积条件对Ti N涂层的组织结构和力学性能有着至关重要的影响,而溅射技术又决定了涂层的沉积条件,探究不同溅射技术对Ti N涂层的微观组织结构和性能的影响,提高Ti N涂层的力学性能和高温摩擦磨损性能。方法 采用不同的溅射技术(dcMS、Hi PMS、Hybrid)在M2高速钢表面沉积Ti N涂层,利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、sin²ψ法、纳米压痕仪、洛氏压痕法、划痕法和CSM球盘式摩擦试验机分别测试了Ti N涂层的组织结构特征、沉积速率、残余应力、纳米硬度、膜基结合力和高温摩擦磨损性能。结果 不同溅射技术制备的Ti N涂层均为柱状晶结构和Ti N (111)择优取向。HiPIMS-TiN涂层具有最高的纳米硬度(29.7GPa)和最低的膜基结合力(HF2),而Hybrid-TiN涂层呈现出最小的残余应力、高沉积速率和高膜基结合力,其膜基结合力达到HF1级,临界载荷(Lc2)达到82.5 N。不同溅射技术制备的Ti N涂层的摩擦因数均随着温度的升高而降低,在500℃时,Ti N涂层的摩擦因数约为0.53。Ti N涂层的磨损率随着温度的升...     

钢中含碳量对化学气相沉积TiN涂层的影响SCIEI

在不同含碳量的钢基体上化学气相沉积TiN层,其沉积速度随基体含碳量增多而线性增大.TiN层的X射线衍射和扫描电镜能谱分析表明,除TiN衍射峰外,还有α Fe衍射峰。沉积温度升高,在Cr12MoV基体上TiN(220)面择优成长增加.TiN层表面白亮区和层内部只有Ti能谱,黑暗区则有Ti和Fe能谱。     

负偏压对低温沉积TiN薄膜表面性能的影响

研究了在低温磁控溅射沉积TiN薄膜过程中,负偏压对基体温度、薄膜表面性能、薄膜与基体界面结合强度以及摩擦学性能的影响.研究结果表明,加负偏压条件下,明显提高基体温度,有益于晶粒细化,提高硬度,改善色泽,提高TiN/基体的界面结合强度,但会引起表面轻微的粗糙化;摩擦学试验表明,负偏压对低温磁控溅射TiN薄膜及其摩擦副的摩擦磨损性能的影响较明显.     

深振荡磁控溅射复合沉积CrN/TiN超晶格涂层的摩擦学性能

研究了IN718高温合金、WC-6%Co硬质合金和Si(100)基体上深振荡磁控溅射复合沉积CrN/TiN超晶格涂层的摩擦学性能。研究表明,涂层的生长对基体的类型没有选择性。随着基体硬度的升高,划痕结合力失效临界载荷增大,涂层结合力失效机制由翘曲失效转变为基体/涂层协同变形,未发现涂层的剥落失效。载荷为2N时,磨损机制由磨粒磨损和氧化磨损转变为轻微磨粒磨损。载荷为4 N时,IN 718基体上涂层的磨损机制为严重的氧化磨损,WC-6%Co基体上的涂层的磨损机制为磨粒磨损和氧化磨损,氧化物的产生、堆积和转移导致摩擦系数的波动。     

LD1模具材料沉积TiN涂层的最佳工艺

通过LD1模具材料多种参数沉积TiN涂层的研究,得到一个最佳LD1钢TiN涂层工艺,即在工作偏压、炉压一定的情况下,最佳的沉积温度和沉积时间,对提高LD1钢模具的表面质量和使用寿命具有重要的实际意义。     

反应电火花沉积合成TiN金属基复合涂层

利用自制的反应电火花沉积合成系统，以TA2为电极，以工业纯氮为保护气，在45#钢基体试件表面上原位反应合成了TiN金属基陶瓷复合涂层。利用X射线仪测定了涂层的物相组成，利用显微镜观察分析了涂层断面形貌及组织，利用硬度仪测试了涂层的显微硬度，利用磨损试验机对比了涂层与淬火W18Cr4V高速钢的耐磨性能。结果表明：涂层的平均维氏硬度为13230MPa，涂层中TiN物相的平均晶粒大小为50nm，涂层具有较好的耐磨性。