涂层结构对Ti-Al-N涂层氧化行为的影响.pdf

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1、真空科学与技术学报第33卷第3期CHINESEJOURNALOFVACUUMSCIENCE6TECHN0IOGY2013年3月涂层结构对Ti—Al—N涂层氧化行为的影响彭继华肖新生苏东艺田君。(1．华南理工大学材料科学与工程学院广州510640；2．广州今泰科技有限公司广州510520；3．东莞理工学院机械工程系东莞523808)InfluenceofLayerStructuresonOxidationBehaviorofTi·-A··INCoatingsPengJihua¨，XiaoXinsheng，SuDongyi2，TianJun3(1．SchoolofMaterialsScien

2、ceandEngineering，S0砒ChinaUniversityofTechnology，Guangzhou510640，Ch／na；2．GuangzhouJ／nta／TechnologyCo．／／nt，Gnangzhou510520，China；3．DepartmentofMechanicalEngineering，DongguanUniversityofTechnology，Dongguan523808，China)AbstractThesingle-layeredTilA1Ncoatingsandmulti-layeredTiN／TilA1Ncompositecoatings

3、werede———positedbymultiareionplatingonsubstratesofSKHS1stee1．Theoxidationresistanceofallcoatingswereevaluated．Themicrestructuresandphasestructureswerecharacterizedtl1X-raydifraction，scanningelectronmicroscopy，andelectronprobemicroanalyzer．TheresultsshowthattheA1contentstronglyafectstheoxidationre

4、sistanceofthecoatings，andthatthesurfacesegregationofFewasfoundtocorrelatet}ltheinitialstageofthesevereoxidationofthecoatings．Forinstance，inthecontraststudies，astheA1contentincreased，theoxidationresistancemonotonicallyincreased．Whenitcomestooxidationresistance，thesingle—layeredTi0．33A]o．67Ncoating

5、outperformsthemultilayeredTiN／Tio．33Ab．67Ncoat—ing．Annealedat80o℃，thesevereoxidationtimesofTiN／33．67N，Tio_3367N，and．．．67Ab．33Nwerefoundtobe43，53，and11h，respectively，indicatingthattheoxidationresistancedependsnotonlyonA1contentbutalsoonthelayerstructures．KeywordsCoatingachitecture，Arcionplating，Ti

6、—A1-Ncoating，Micmstructure，Oxidation摘要采用多弧离子镀技术及1合金靶，在SKH51高速钢基体上沉积了Til_A1N单层构型涂层和TiN／Ti】一A1N复合多层构型涂层，分析其高温氧化行为。用扫描电镜、x射线衍射、电子探针等手段表征了涂层氧化后的组织结构和元素分布。试验发现，基体Fe元素扩散到涂层表面意味着SKH51涂层试样剧烈氧化阶段的开始。当涂层的构型相同时，涂层的抗氧化性能随着涂层中铝含量增加而单调增加。但对于TiN／Tio．33Ab．67N复合多层构型涂层，其抗氧化性则比-33ib．67N单层构型涂层差，高于铝含量基本相同的67Alo．33N单层

7、构型涂层。空气中80(FC恒温退火，TiN／Tio．33_67N涂层出现严重氧化的时间是43h，∞Ab．67N、．Ab．33N涂层分别为53h和11h。因此，Ti．N涂层的抗氧化性不仅同涂层中铝含量有关，涂层构型也起着重要用。关键词涂层结构多弧离子镀Ti—．N涂层微观结构氧化行为中图分类号：TQ174文献标识码：Adoi：10．．issn．1672—7126．2013．03．03因为具有硬度高、耐磨性好、抗高温氧化的特层结构的多层化