电弧离子镀ncMeNαCu纳米复合超硬薄膜研究

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1、硕士学位论文电弧离子镀nc-MeNla—Cu纳米复合超硬薄膜研究ThestudyonMulti··arcionplatingnc—MeN／a·-Cusuperhardnanocompositefilms学号：21005068大连理工大学DalianUniversityofTechnology大连理工大学学位论文独创性声明lIllll((If(1lllfMIIIllllllUlllEIIIllll删Y2416319作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外

2、，本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。学位论文题目：毒缝盏逝隧泄△埘鱼金趣壶蚰剿整一作者签名：弛纽每日期：4年—￡月4日大连理工大学硕士学位论文摘要渗氮38CrMoAl钢具备良好的韧性、耐磨性和一定的硬度，是最常用的构件用钢，广泛应用于机械、汽车、航空等行业。但是，随着工业技术的快速发展，越来越多的工况显示38CrMoAI钢经简单的渗氮处理后已经不能完全满足使用需求

3、，需要对其表面进行进一步的强化改性处理。氮化物陶瓷／软相纳米复合薄膜作为最新的超硬薄膜材料，具备很好的硬度、韧性和较好的耐磨性。，本文在中航工业产学研联合攻关项目((38CrMoAl钢表面载能束复合改性技术研究》资助下，利用电弧离子镀技术在38CrMoAI钢表面制备nc．MeN／a．Cu氮化物陶瓷／软相纳米复合薄膜对渗氮38CrMoAl钢进行了表面改性处理，以满足项目所需要的性能要求，并对薄膜的硬化机制进行了探讨。首先，采用电弧离子镀设备在渗氮后的38CrMoAI基体上制各了一系列不同Cu含量的nc．TiN／or．Cu薄膜，并对薄膜的

4、性能进行了分析。结果表明，6组nc．TiN／a．Cu薄膜均致密平整，厚度约为0．8lam，相结构由纳米晶的TiN和非晶的Cu构成。硬度随着Cu含量的增加，先增大后减小，在Cu含量为1．28at．％时，该薄膜的硬度达到了44．0GPa，膜基结合力可达到70N，耐磨性良好，摩擦系数与纯TiN薄膜相当。该薄膜硬度和耐磨性完全能满足构件的性能要求。最后对薄膜的硬度变化规律进行了讨论。其次，基于拓宽渗氮38CrMoAl钢表面改性膜系的选择和获得更好的纳米复合薄膜的目的，本论文又制各了了～系列不同Cu含量的nc．CrN／a．Cu薄膜，并对薄膜的性

5、能进行了分析。结果表明，5组薄膜致密平整，厚度为0．6IIm，除了3#薄膜(Cu含量为1．57at．％的薄膜)外，均由CrN相和晶体Cu相组成，但硬度较低，与CrN硬度相当。但3辅膜由CrN相和非晶Cu相组成，其中CrN(111)衍射峰发生明显偏移，该薄膜硬度较高，达到26GPa。本章最后同样分析了影响薄膜硬度变化的原因。制关键词：电弧离子镀；nc-MeN／0t-Cu纳米复合超硬薄膜；硬度与弹性模量；强化机多弧离子镀nc-MeN／a-Cu超硬纳米复合薄膜力学性能研究ThestudyonMulti—arcionplatingnc—MeN

6、／a-CusuperhardnanocompositefilmsAbstractThenitridingof38CrMoAlsteelwithgoodtoughness．wearresistanceandcertainhardIless，isthemostcommoncomponentsofsteel，widelyusedintheautomotive，aerospaceandotherindustries．However，、Ⅳiththerapiddevelopmentofindustrialtechnology，moreandmo

7、rewerkingconditionsshowthat38CMoAlsteelbysimplenitridingtreatmentCallnotfullymeettheindustrialrequirements．SOitneedsamodifieationonitssurface．Nitride／softphasenanocompositethinfilmsasthelatestsuperhardfilmhavegoodhardness，toughnessandgoodweal"resistance．WiththefundedofA

8、VICresearchjointresearchproject“Studyonthesurfacemoditicationof38CmoAlsteel”inthepaper,thesurfacemodificationt