Mo含量对TiMoN薄膜微观组织和摩擦磨损性能的影响.pdf

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1、第48卷第9期舍属学坂、1．48NO．92012年9月第1132-1138页ACTAMETALLURGICASINICASept．2012PP．1132—1138Mo含量对TiMoN薄膜微观组织和摩擦磨损性能的影响许俊华鞠洪博喻利花(江苏科技大学先进焊接技术江苏省重点实验室，镇江212003)摘要采用射频磁控溅射制备不同Mo含量的TiMoN薄膜．利用XRD，SEM，EDS，纳米压痕仪和高温摩擦磨损实验对薄膜的相结构，形貌，成分，力学性能和摩擦磨损性能进行分析．结果表明，TiMoN薄膜为fcc结构；当Mo占金属元素总量的比例X<68．37％(原子分数)时，薄膜主要为Mo在TiN中的置换固溶体

2、；当X>68．37％时，薄膜主要为Ti在M02N中的置换固溶体；随Mo含量的增高，择优取向发生改变，晶粒尺寸逐渐减小，薄膜的显微硬度显著升高，最高达36．37GPa，摩擦系数逐渐降低，并在x达到68．37％后稳定在0．4左右；不同Mo含量的TiMoN薄膜的磨损率在lO一一10一mm／i之间，优于TiN薄膜．基于晶体化学理论，对TiMoN薄膜低摩擦系数的原因进行了讨论．关键词射频磁控溅射，TiMoN薄膜，微观组织，摩擦磨损中图法分类号TG174．444文献标识码A文章编号0412—1961(2012)09—1132-07EFFECTSoFMoC0NTENToNTHEMICR0STRUCTUR

3、EANDFRICTIoNANDWEARPRoPERTIES0FTiMoNFILMSxUJunhua．JUHongbo．YULihuaKeyLaboratoryofAdvancedWeldingTechnologyofJiangsuProvince，JiangsuUniversityofScienceandTechnologyZhenjiang212003Correspondent：Junhua．professor,2(0511)84411035。E—mail：jhxu@just．edu．c佗SupportedbyN8tionalN8turalScienceFoundationo／China

4、(No．51o74o8o)andN8tureScienceFoundationo．fJiangsuProvince(No．BK2008240)Manuscriptreceived201i-12—03，inrevisedform2012—05—25ABSTRACTOverthepastyears．hardwearresistantTiNcoatingsdepositedbymagnetronsputteringhaveRainedincreasingimportanceinthefieldofdecorativeandcuttingtoolcoatings．Withtheongoingtre

5、ndtomultifunctionaloperatingcuttingtools，newsolutionsinthedesignoftoolsaredemanded．ThealloyingofTiNcoatingswithadditionalelementsforinstance．caneffectivelyenhancehardness．wearresistanceandSOon．BothTiAlNandTiSiNcoatings．wel1studiednitridesystemsyieldsuperioroxidationresistance，andextendtheIifeofcut

6、tingtoolsbysignificantmarginsincomparisonwithTiNcoatings．NumerousresearchactivitiesfoCUSonTiA1N．TiSiNsystems．whereaslimitedefortshavebeenmadetocharacterizeTiMoNcoatings．Lowape伍cientoffrictionisacommonpropertyinvariousMo——containingcoatingsthatcanreactwithoxygenintheairintoMagn6liphase(MOO3)．Theefe

7、ctsofMOalloyingonmechanicalpropertiesandwearresistanceofTiN-basedcoatingsremaintobeinvestigated．TiMONcompositefilmswithvariousM0concentrationsweredepositedusingRFreactivemagnetronsputteringandcharacterizedbySEM．E