多弧离子镀制备TiNTiCrNTiCrAIN多层硬质膜的研究.pdf

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2、论文题目：多弧离子键制备TiN/TiCrN/TiCrAIN多层硬质膜的研究130852040134张帅拓作者专业(领域)材料工程m湾isBTG178公开分类号：____________密级：______________ＵＤＣ：____________单位代码：______________11035硕士学位论文论文题目：多弧离子镀制备TiN/TiCrN/Ti

3、CrAlN多层硬质膜的研究学号：130852040134张帅拓作者：_________________________材料工程学科名称：_________________________2015年06月19日沈阳大学硕士学位论文多弧离子镀制备TiN/TiCrN/TiCrAlN多层硬质膜的研究论文题目：作者：_________________________张帅拓指导教师：丁龙先教授单位：沈阳大学协助指导教师：陈咏梅高工单位：沈阳黎明论文提交日期：2015年06月19日学位授予单位：沈阳大学AMaster’sThe

4、sisinMechanicalEngineeringStudyonTiN/TiCrN/TiCrAlNhardmultilayerI论文题目：filmdepositedbymulti-arcionplatingCandidate：ZhangShuaituoSupervisor：ProfessorDingLongxianSchoolofMechanicalEngineeringShenyangUniversityJune192015独创性说明本取论大志。人得文学对郑的中或本重研不其研声宄包他究明成含教所P/T呈尽人构

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6、签名：日期：摘要在高速钢刀具表面沉积TiN硬质膜，可以增加刀具的硬度和耐磨性，从而提高刀具的切削性能和使用寿命[1]。但随着工业技术的发展，单层二元氮化物薄膜刀具难以满足使用性能的要求。而另一方面，薄膜合金化、多层化和梯度化等复合形式可以实现提高硬质薄膜的综合性能和使用寿命。因此，本文旨在通过薄膜多层化设计，来探索多元多层薄膜综合性能的改善。本研究利用多弧离子镀技术首先在W18Cr4V高速钢基体上沉积TiN/TiCrN中间过渡层，研究在不同偏压和沉积时间下的薄膜形貌与结合力。确定出薄膜结构致密，与基体结合力较强的

7、沉积参数后，再在中间过渡层上沉积TiCrA1N膜层。间歇开启Al靶，调节Al靶的有效工作时间，制备出了TiN/TiCrN/TiCrA1N薄膜。利用扫描电镜对TiN/TiCrN中间层及TiN/TiCrN/TiCrAlN薄膜进行了表面形貌及断口组织观察，并对部分试样进行了表面成分和断口成分分析；利用显微硬度计测试了TiN/TiCrN/TiCrAlN薄膜的表面硬度；利用划痕法对TiN/TiCrN中间层及TiN/TiCrN/TiCrAlN薄膜的膜基结合力进行测试，得到了薄膜失效的临界载荷，探讨了薄膜失效过程及失效机理。对

8、制备出的薄膜进行了组织和性能的综合分析，比较了工艺参数和膜层的组织对薄膜性能的影响。该研究结果表明，利用多弧离子镀技术沉积的TiN/TiCrN/TiCrAlN多层硬质膜在Al靶有效工作10min时制备出的薄膜，硬度最高可达3272HV，膜基结合力达到79.3N，薄膜结构组织较为致密均匀。此外，本课题研究结果也表明，采用Ti、Cr、Al金属单质靶制备TiN/TiCrN/TiCrAlN多层硬质膜的方法是可行的，具有良好的工业应用前景。关键词：多弧离子镀，TiN/TiCrN/TiCrAlN，多层硬质膜，膜基结合力，显微

9、硬度IStudyonTiN/TiCrN/TiCrAlNHardMultilayerFilmsDepositedbyMulti-arcIonPlatingAbstractTiNhardfilmdepositedonthehigh-speedsteeltoolscanenhancetheirhardnessandwearresistance,which,inturn,impr