沉积时间对ZrTiN涂层微观结构及性能的影响.pdf

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1、30材料工程／2012年5期沉积时间对ZrTiN涂层微观结构及性能的影响EffectofDepositionTimeonMicrostructuresandPropertiesofZrTiNcoatings颜培，邓建新，连云崧，赵军，陈振(山东大学机械工程学院，济南250061)YANPei，DENGJian—xin，LIANYun—song，ZHAOJun，CHENZhen(SchoolofMechanicalEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，Chin

2、a)摘要：采用多弧离子镀膜法，在YT15及YG8硬质合金基体上沉积ZrTiN硬质涂层，并分析涂层微观形貌、物相组成、涂层的厚度、硬度及结合力等性能参数随沉积时间的变化。结果表明：沉积时间不会影响ZrTiN涂层的晶面指数，涂层中只有单一面心立方结构相形成，且晶面指数始终为(111)；涂层的晶粒尺寸约为1Onto且随沉积时间变化不大。沉积时间为120min时，涂层的显微硬度和结合力明显下降。关键词：ZrTiN涂层；多弧离子镀；沉积时间；微观结构；性能中图分类号：0484．1文献标识码：A文章编号：1001-4

3、381(2012)05-0030—05Abstract：MultiarcionplatingZrTiNhardcoatingsweredepositedonWC／TiC／Coandwe／Coce—mentedcarbidesubstratewithindependentTiandZrtargets．Theeffectofdepositiontimeonmot—phology，phasecomposition，thickness，hardnessandadhesivestrengthofthecoating

4、swasinvestiga—ted，respectively．Theresultsshowthatonlyfacecenteredcubicstructurephaseformsinthecoatingsandthecrystalorientationmaintains(111)．GrainsizeofthecoatingisaroundlOnmwithoutchangingduringexperimentalprocess．Microhardnessandadhesivestrengthofthecoa

5、tingsdeclineevidentlywhendepositiontimeis120min．Keywords：ZrTiNcoating；multiarcionplating；depositiontime；microstructure；property高速切削和干切削技术的发展，对刀具材料和刀基体偏压、氮气流量等工艺参数对ZrTiN涂层性能的具切削性能提出更高的要求，而对切削刀具进行涂层影响进行了研究[1卜¨]，但是沉积时间对涂层性能及微是提高其性能的重要途径口]。涂层刀具是在韧性较好观结构的影响方面的

6、报道较少。的刀体上涂覆一层或多层耐磨性好的难熔化合物，它本工作采用离子束轰击辅助多弧离子镀膜法，选结合了基体高强度高韧性和涂层高硬度高耐磨性的优用独立的钛靶和锆靶，在硬质合金刀具材料YT15及点，既可实现刀具的高速切割和耐磨性的改善，又可提YG8基体上制备zrTiN涂层。主要研究在其余沉积高工件的加工精度和加工质量，是切削刀具研制的重工艺参数相同的情况下，不同沉积时间对所制备的要方向。ZrTiN涂层显微结构、物相组成、涂层的厚度、硬度及物理气相沉积技术制备的NaC1型结构的二元氮层一基结合力的影响。化物薄

7、膜如TiN，CrN和ZrN等都成功应用于机械加工刀具、刃具、模具、耐磨涂层和耐腐蚀涂层]。但1实验方法二元氮化物涂层也暴露出了抗氧化温度低、耐蚀性差、热硬度低等问题。TiCN，TiA1N，TiZrN和TiCrN等1．1原料及制备多元氮化物涂层比TiN与ZrN具有更优异的性实验所选用的基体为硬质合金YT15和YG8，尺能_6。。。如ZrTiN涂层具有很高的硬度和强度、较低寸为16mm×16mm×4mm，基体材料的性能参数见表的摩擦因数、较好的抗氧化性能、高抗热震性能，在需1。涂层前试样的表面经研磨、抛光至镜

8、面，然后用无要减少摩擦磨损的领域有着重要用途，成为硬质涂层水乙醇和丙酮分别超声清洗15min，清洗后进行干燥。研究的重要方向之一。国内外的学者对于沉积温度、采用多弧离子镀膜法，两个多弧靶分别选择独立的钛沉积时间对ZrTiN涂层微观结构及性能的影响33复丧∞∞娼5∞0O4Coatingthickness

9、ixm图5YT15基体上切向及轴向残余应力与图6不同沉积时间YT15基体上ZrTiN涂层X射线衍射图谱3333涂层厚度的FEM