為提高切削刀具的耐磨性、耐蝕性以及使用壽命，常在刀具表面涂一層硬質(zhì)薄膜來滿足使用。采用離子鍍膜機制備刀具薄膜是薄膜制備的一種重要方法，在刀具行業(yè)應用廣泛。薄膜通常是在高真空環(huán)境下制備的，因此高真空環(huán)境的獲得對于離子鍍膜機尤為重要。 本文首先簡單介紹了真空技術基本知識，以及幾種常用真空獲得設備的結構和原理。通過分析比較各種真空泵的優(yōu)缺點，結合離子鍍膜機對真空度的要求，制定了真空系統(tǒng)的總體設計方案。通過流導、抽氣速率的具體計算，確定了以擴散泵為主泵，前級泵為羅茨泵+機械泵的高真空機組。經(jīng)過實際測試，結果證明了該設計方案的可行性。 在離子鍍膜機中成功制備了TiAlN薄膜，研究了不同的Al靶電流對薄膜性能的影響。通過顯微硬度儀、劃痕儀、金相顯微鏡、XRD、SEM和EDS等儀器分別對薄膜的硬度、結合力、表面形貌、物相、斷口形貌等主要性能進行了測試分析。結果表明，制備出的樣品的宏觀顏色受Al靶電流的影響，呈現(xiàn)出不同的顏色，隨Al靶電流的增大由黃紅色漸變?yōu)楹谏�。顯微硬度和結合力測試表明，薄膜的最高硬度為2893HV，最大結合力達到75N。金相觀察可看出薄膜表面大致平整，但都有尺寸不一的凹坑，隨Al靶電流的增加，薄膜表面變得較為光滑，但當Al靶電流為22A時，薄膜的表面粗糙度又增大。XRD表明Al靶電流較小時，只出現(xiàn)TiN相；當Al靶電流提高到18A時出現(xiàn)了Ti3AlN相，說明Al靶電流的大小決定了沉積到基體表面的Al原子的能量，Al原子的能量只有超過某一臨界值時，才可以置換TiN中的Ti原子。掃描電鏡可以看到膜層呈柱狀晶生長。能譜分析表明膜層中的Al含量隨Al靶電流的增加而增大。
【學位授予單位】：西華大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2014
【分類號】：TG173;TB75

【參考文獻】

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本文編號：1556971