基片偏压占空比对多弧离子镀tialsin涂层形貌及力学性能的影响

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1、基片偏压占空比对多弧离子镀TiAlSiN涂层形貌及力学性能的影响王璐金永中林修洲陈昌浩理工^院材料科学与工程学院R的采用多弧离子镀膜技术在硬质合金棊体表面沉积TiAlSiN涂层，研宄占空比参数对TiAlSiN涂层的表而形貌和力学性能的影响。方法使用扫描电子显微镜对涂层的形貌进行观察，使用自动划痕仪、纳米压痕仪对涂层的力学性能进行检测。结果占空比在10%70%范围内增加，离子轰击得到加强，涂层表面得到很好的改善，大颗粒与微坑缺陷数量逐渐减少。当占空比增大到90%吋，大颗粒和微坑缺陷数量反而增多。结论随着占空比的增加，纳米硬度、弹性模量和涂层结合力均先增大后减小，占空比为5

2、0%时，分别达到最大值48.15GPa、518.24GPa、50.55No关键词：多弧离子镀;TiAlSiN涂层;占空比;表面形貌;力学性能;基金：四川省青年科技创新研究闭队项目（2016TD0024）EffectsofSubstrateBiasDutyCycleonMorphologyandMechanicalPropertiesofTiAlSiNCoatingDepositedbyMuti-arcIonPlatingWANGJjiTINYong-zhongLINXiu-zhouCHENChang-haoSchoolofMaterialsScienceandEngin

3、eering，SichuanUniversityofScienceandEngineering;Abstract：TheworkaimstostudyeffectsofdutycycleparametersonsurfacemorphologyandmechanicalpropertiesofTiAlSiNcoatingbydepositingTiAlSiNcoatingonthesurfaceofcementedcarbidesubstratebyadoptingmulti-arcionplating.Morphologyofthecoatingwasobserved

4、withscanningelectronmicroscope,andmechanicalpropertiesofthecoatingweredetectedwithautomaticscratchtesterandnanoindentationtester.Withtheincreaseofdutycycle(10%'0%)，theionbombardmentwasstrengthened,andthecoatingsurfacewasgreatlyimproved,largeparticlesandtiny-pitdefectsdecreasedgradually.H

5、owever,largeparticlesandtiny-pitdefectsincreasedasthedutycycleincreasedto90%.Nano-hardness,elasticmodulusandadhesionofthecoatingfirstincreaseandthendecreaseasthedutycycleincreases,andreachthemaximumvalueof48.15GPa,518.24GPa,50.55Nat50%，respectivelyatthedutycycleof50%.Keyword：multi-arcion

6、plating;TiAlSiNcoating;dutycycle;surfacemorphology;mechanicalproperties;随着科学技术迅速发展，现代工业对金属和非金属的切削加工提出了新要求，加工精度与表面品质是现代企业研宄的两大方向，随着现代社会环保意识不断提高，不仅要追求经济性，更要满足生态性m。传统的切削加工刀具材料包括常见的高速钢以及普通硬质合金，已难以符合现在的工业需求［2-4］。TiAlSiN涂层具有耐磨损、抗氧化性能好、硬度高、低摩擦系数等优点，可以作为刀具表面理想的保护材料，使用镀有TiAlSiN涂层的金属切削刀具，使用寿命长，可节约

7、能源［5］。真空镀膜技术作为一种新型的科学研宄手段，也为制备薄膜新工艺奠定Y—定的基础［6-7］。工业上现有的涂层材料制备技术主要分为两类:物理气相沉积法(PVD)和化学气和沉积法(CVD)。CVD法有一定的局限性，主要体现在基体材料、反应物、生成物的选择方面，成本高，废气会污染环境［8-11］。与CVD法和比，PVD法的优点主要体现在涂层附着力好、薄膜致密均匀、薄膜厚度易于控制、靶材的可选择范围广、溅射范围宽以及重复性好，体现出独有的优越性能［12-14］。目前，国闪外的研宄者己较系统地研宄丫脉冲偏压、弧电流、气体总流量等其他因数对Ti