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1、·44·材料导报:综述篇2010年9月(上)第24卷第9期＊AlCrN硬质涂层材料的研究进展12221郑康培,刘平,李伟,马凤仓,王均涛(1上海理工大学机械工程学院,上海200093;2上海理工大学材料科学与工程学院,上海200093)摘要综述了AlCrN涂层、以AlCrN为基的多元涂层和纳米技术涂层的研究现状,侧重描述了其结构、热稳定性、抗腐蚀性和机械加工性能,并重点介绍了Al在涂层中的作用及影响。研究表明:在AlCrN涂层中添加某些合金元素可进一步提高其综合性能;应用纳米技术形成的纳米多层结构和纳米复合结构也能促进AlCr
2、N涂层性能的提高。对AlCrN涂层进行多元化以及纳米技术的应用是该涂层材料今后的发展方向。关键词AlCrN涂层纳米涂层力学性能抗腐蚀性耐磨性ProgressinResearchofAlCrNHardCoatingMaterials12221ZHENGKangpei,LIUPing,LIWei,MAFengcang,WANGJuntao(1SchoolofMechanicalEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093;2School
3、ofMaterialsScienceandEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093)AbstractThegeneraldevelopmentsofAlCrNcoating,AlCrNbasedmulti-elementandnano-technologycoatingaresummarized.Themicrostructure,thermalstability,corrosionresistanceandmechanical
4、propertiesofthecoatingmaterialsaredescribedandtheeffectsofAlelementispaidparticularattentionto.TheresultsshowthataddingsomealloyingelementsintoAlCrNcoatingmaterialscanimprovetheoverallproperties.Theapplicationofnano-technologycanleadtothenanomultilayerandnanocomposi
5、testructuresinAlCrNbasedmaterials,whichcanalsoenhancethecomprehensiveproperties.Theeffectandapplicationofmulti-elementandnano-technologyarethedevelopmentdirec-tionofAlCrNcoatingmaterialsinthefuture.KeywordsAlCrNcoating,nanocoatings,mechanicalproperty,corrosionresist
6、ance,wearresistance化性的新型涂层。0引言由于Cr具有比Ti更高的熔点,因此开发出的以Cr代随着工业材料、机床性能的提升和环境保护要求的提替Ti的AlCrN涂层与AlTiN涂层相比,耐高温氧化温度能出,传统刀具已不能满足切削要求,为此,人们开发了涂层刀明显提高、摩擦系数更小、排屑能力更强,虽然硬度稍有降具,即通过用化学或物理的方法在刀具表面涂覆一层性能优低,但综合性能更为优异。Balzers公司开发的AlCrN单层异的金属化合物,赋予刀具硬度高、耐摩擦磨损、摩擦系数或AlCrN基纳米多层涂层,与钢材的摩擦系数
7、(干性)为低、传热系数小、化学活性稳定等新特性,提高了在高速、高0.35～0.40,残余压应力为3GPa,最高适用温度可达[2]温、高压、重载、腐蚀介质环境下工作的可靠性,延长了刀具1100℃;底层为AlCrN、表层为TiAlN的涂层硬度与的使用寿命。涂层是有效解决刀具材料中硬度、耐磨与韧性TiAlN涂层相当,适用温度高于1100℃。AlCrN与TiAlN之间矛盾的一个有效措施。相比韧性更好,更适合于断续切削,已成为热点研究课题之刀具涂层由最初的TiC、TiN发展到以Ti、N等为基本一。目前对刀具涂层的论述侧重沉积方法的文献较
8、多,而描元素,通过加入新的元素形成的多元涂层、多层涂层和纳米述性能和结构方面的文献较少。本文综述了AlCrN涂层的技术涂层。特别是Al的加入,开发出的TiAlN涂层,性能几结构与性能以及国内外近年来的研究现状,并对AlCrN涂层乎得到全面提升,纳米硬度高达37GPa,氧化温度
