阴极弧离子镀AlCrN涂层原子力显微镜分析-论文.pdf

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1、第34卷第5期真空科学与技术学报2014年5月CHINESEJ0URNALOFVACUUMSCIENCEANDTECHN0IOGY阴极弧离子镀A1CrN涂层原子力显微镜分析付贵忠，孔德军，张垒，叶存冬，(1常州大学机械工程学院常州213016；2．江苏省大型重载齿轮传动工程技术研究中心常州2130123．江苏省企业研究生工作站常州213012)MicrostructuresofAICrNCoatingsSynthesizedbyCathodicArcIonPlatingFuGuizhong，KongDejun'，Zhangki

2、，YeCundong’(1．CollegeofMechanicalEngineering，Cl~．houUniversity，Changzhou213016，Ch／na；2．JiangsuProvinceTechnologyResearchCenterforlargeHeavyGearTransmission，Changzhou213012，China；3．TheGraduatesResearchStationofJio~suProvince，Cha,~hou213012，Ch／na)AbstractTheAICrNcoati

3、ngsweresynthesizedbycathodicarcionplatingonsubstrateofTi—basedcermet．Theim—pactsofthedepositionconditions，suchasthepressure，nitrogenflowrate，depositionrate，andsubstratetemperature，onthemicmstmcturesandmechanicalpropertiesoftheA1CrNcoatingwel-eevaluated．TheAICrNcoati

4、ngswerecharacterizedt}lscanningelectronmicroscope．andatomicforcemicroscope．TheresultsshowthatthecompactA1CrNcoatingshaveamajorimpactonenhancementofmicro—hardnessandwear-resistanceoftheTi-basedcermetsubstrate，butweaklyafectitsSUrfaceroughness．Theaveragegrainsizesofth

5、esubstmteandA1CrNcoatingswere1460and1432nln，respectively．Inaddition，thespectralpowerdistributionoftheanisotropicA1CrNcoatingswasfoundtobeirregular．KeywordsTiCbasedcermetcuttingtool，A1CrNcoating，Atomicforcemicroscope，3Dsurfacemicro—topography，Powerspectraldensity摘要利用

6、阴极离子镀法在TiC基金属陶瓷刀具上制备了A1CrN涂层，通过扫描电镜观察了表面形貌，并用原子力显微镜分析了三维表面微观形貌，获得表面粗糙度相关评定参数，同时对高度、层次、粒度、功率谱密度等进行了分析。结果表明，表面粗糙度均方根偏差TiC基体为85．811111，A1CrN涂层为175nnl，A1CrN涂层与TiC基体表面相对平整，阴极离子镀对表面粗糙度影响较小；AICrN涂层表面高度值相对分散，支承系数大；A1CrN涂层平均颗粒直径1432nln，而TiC基体为1460nln，根据Hal1．Petch关系，AICrN涂层的显

7、微硬度远远高于TiC基体的显微硬度；A1CrN涂层和TiC基体功率谱分布无规律，材料表面均表现为各向异性。关键词TiC基金属陶瓷刀具A1CrN涂层原子力显微镜三维表面微观形貌功率谱密度中图分类号：0462．5；U177．2文献标识码：Adoi：10．3~9／j．i跚．1672—7126．2014．05．吣CrN涂层具有摩擦系数小、耐磨性能好、抗腐蚀能越好，而对AICrN涂层表面微组织与形貌的研究能力强和与基体结合力高等优点，其抗氧化温度达甚少l9-1。。。原子力显微镜(AFM)由于其分辨率高，到700~C，在刀具、模具、轴承等

8、领域得到了广泛的而且可以得到材料表面微观形貌的粗糙度、颗粒度应用_lJ。在CrN涂层中加入元素，在高温下形等三维数据【11J，与材料摩擦磨损性有密切关系。作成Cr2o3和Al203致密氧化物，可以有效阻挡氧气穿者采用阴极弧离子镀技术在TiC基金属陶瓷刀具表过涂层，使其抗氧化温