基体负偏压对膜层形貌与性能的影响-论文.pdf

《基体负偏压对膜层形貌与性能的影响-论文.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、《热加工工艺》2013年7月第42卷第14期基体负偏压对膜层形貌与性能的影响冯光光l'刘崇林，，卢龙(1．江苏科技大学材料学院，江苏镇江212003；2．淮海工学院机械工程学院，江苏连云港222005)摘要：用多弧离子镀技术在40Cr基体上制备TiAl0复合膜层；分析基体负偏压对膜层形貌、厚度、结合力及显微硬度等性能的影响。结果表明，基体负偏压参数设计范围内存在一个最佳值，可获得最优性能的膜层。关键词：多弧离子镀；离子渗氮；制备工艺中图分类号：TG174文献标识码：A文章编号：1001．3814(2013)

2、14·0103-03EffectsofSubstrateNegativeBiasVoltageonMorphologyandPropertiesofFilmFENGGuangguang，LIUChonglin，LULong2(1．DepartmentofMaterials，JiangsuUniversityofScienceandTechnology,Zhenjiang212003，China；2．CollegeofMechanicalEngineering，HuaihaiInstituteofTechno

3、logy，Lianyungang222005，China)Abstract：40CrsteelsubstratewascoatedwithTinAl07NfilmsbyMulti-arciontechnology．Theefectsofsubstratenegativebiasvoltageonfilmmorphology，thickness，bondings~engthandmicrohardnessandotherpropertiesofthefilmswereanalyzed．Theresultssh

4、owthatthesubstratenegativebiasparametersdesigniswithinthescopeoftheexistenceofalloptimalvalue，inordertogettheoptimalperformanceofthefilm．Keywords：multi—arCionplating；ionnitriding；preparationtechnology在多弧离子镀技术中，工艺参数的不同使膜层的显微硬度。加载砝码25g，加载时间5S。的形貌、成分、厚度等均发生变化

5、，从而影响膜层的在金相显微镜与扫描电镜下观察膜层表面形性能【1-61。氮分压是镀膜过程中的重要影响因素之一。貌，在不同的基体负偏压下制备的Ti∞Al67N膜层通过改变基体负偏压参数试验，探讨氮分压工艺参表面形貌不同．如图1所示。在膜层形貌的研究对比数对多层复合膜层表面形貌及性能的影响。中发现，基体负偏压对膜层形貌的影响很大，在镀覆Ti67N膜层时，从合金靶材中轰击出的靶材颗1实验方法粒沉积到膜层表面，膜层表面均出现白色颗粒。负偏采用LDMZ一50等离子脉冲渗氮炉与LD．800压的大小直接决定了基体的温升，当

6、基体负偏压为多弧离子镀膜机在40Cr基体上制备Ti，67N膜50V时，轰击能量较低，基体的温升低，熔滴密度较层，镀膜参数为：N2分压0．8Pa，基体加载的负偏压大，出现少数直径较大的颗粒，膜层表面比较粗糙；0～一500V，钛靶电流60A，铝靶电流60A，交替沉随着基体负偏压的升高，当负偏压升为100和150V积TiN和TiAlN膜层。时．离子从靶材表面轰击到工件表面的能量增强，沉积温度大幅度升高，因此膜层致密度增大，另一方2结果与讨论面。高的轰击能量可能使膜层表面一些已经沉积的2．1负偏压对膜层形貌的影响大

7、颗粒被击碎或者溅射掉，使颗粒变小，但也同时在应用ZEISS金相显微镜观察膜层的表面形貌，膜层表面产生圆形的小型微孔；而当负偏压进一步扫描电镜观察膜层的截面形貌，对膜层截面进行升高到200V时，高能粒子轰击作用加大，产生较大EDS分析。利用MH一5型显微硬度仪测试试样表面的反溅射，不仅造成沉积速度减慢，也使涂层表面形成微孔等缺陷。收稿日期：2012．0917如表1所示．基体负偏压从50V升至150V，膜层基金项目：重庆大学机械传动国家重点实验室2009年度开放基金资厚度从2．8lxm减小到2．2岬，沉积率从3

8、1．1Ixm／min助项目(SKLMT-KFKT一200907)下降到24．4ixm／min。由此得出，虽然随着负偏压的作者简介：冯光光(1986一)，男，江苏徐州人，硕士研究生，主要研究方向升高膜层厚度有所下降，但综合其他因素来看，负偏为金属材料表面改性：电话：05l8-85895327；E—mail：fengxg1987@163．tom压对膜层厚度及沉积率影响不大。103