發(fā)布時(shí)間：2019-09-07 06:56

【摘要】：硬質(zhì)涂層能顯著提高刀具、模具的使用壽命和被加工零件的質(zhì)量。TiAlN涂層因具有硬度高、熱硬性好、抗高溫氧化能力強(qiáng)、附著力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn),作為硬質(zhì)涂層材料,已廣泛應(yīng)用于切削工具、模具和耐磨損耐腐蝕零件的表面強(qiáng)化。近幾年,雖然已經(jīng)有很多制備方法能獲得性能良好的TiAlN硬質(zhì)涂層,但是還能在影響涂層性能的工藝參數(shù)上進(jìn)一步改善涂層性能,因此為了制備出優(yōu)異性能的TiAlN涂層,需要對(duì)其制備技術(shù)和相關(guān)的工藝參數(shù)進(jìn)行研究和設(shè)計(jì)。本文采用中頻非平衡磁控濺射技術(shù)制備TiAlN薄膜。采用正交試驗(yàn)方法,研究直流偏壓、離化功率、濺射功率及時(shí)間各試驗(yàn)參數(shù)對(duì)TiAlN薄膜力學(xué)性能的影響。旨在找出能夠鍍制優(yōu)良性能鍍層的最佳工藝方案。以最佳試驗(yàn)方案下的試樣為參照,研究直流偏壓、離化功率、濺射功率三個(gè)參數(shù)對(duì)TiAlN薄膜斷口形貌、薄膜成分及物相結(jié)構(gòu)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(duì)薄膜的硬度、結(jié)合力、物相結(jié)構(gòu)、斷口形貌的主要性能進(jìn)行了測試分析。TiAlN薄膜作為一種使加工工具表面強(qiáng)化的硬質(zhì)涂層,是以其硬度和膜基結(jié)合力來判別切削性能優(yōu)劣的主要標(biāo)準(zhǔn)。本實(shí)驗(yàn)的研究結(jié)果表明濺射功率對(duì)薄膜的硬度起著決定性影響,離化功率對(duì)薄膜的膜基結(jié)合力有很大影響,采用適當(dāng)?shù)钠珘�、離化功率、濺射功率沉積條件以及沉積時(shí)間是獲得優(yōu)越性能薄膜的必要條件。通過對(duì)薄膜斷口形貌和物相結(jié)構(gòu)分析表明:在一定的范圍內(nèi),隨著偏壓的升高,薄膜組織結(jié)構(gòu)致密,與基底表面形成互擴(kuò)散結(jié)構(gòu)而無明顯的分界層;濺射功率與離化功率的提高,使得膜層形成細(xì)小的晶粒較多,斷面更加光滑平整;EDS能譜分析結(jié)果發(fā)現(xiàn),濺射功率對(duì)Al的含量有較大的影響,隨著濺射功率的提高,Al/Ti逐漸增大;XRD分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)在四組樣品的薄膜中檢測出其AlN相結(jié)構(gòu)均在(111)晶面取向具有明顯高的生長優(yōu)勢,I(111)/I(200)越大,TiN衍射峰越向高角度偏移即其晶格常數(shù)減小。
【圖文】：

圖 1.1 濺射現(xiàn)象Fig.1.1 sputtering phenomena入射離子能量過高時(shí)，會(huì)直接進(jìn)入靶材表面內(nèi)，產(chǎn)生一系列的物作用于內(nèi)部原子發(fā)生多次級(jí)聯(lián)碰撞，如圖 1.2 所示，使得內(nèi)部組[10]

Fig.1.1 sputtering phenomena射離子能量過高時(shí)，會(huì)直接進(jìn)入靶材表面內(nèi)，產(chǎn)生一系列用于內(nèi)部原子發(fā)生多次級(jí)聯(lián)碰撞，如圖 1.2 所示，，使得內(nèi)體結(jié)構(gòu)組織發(fā)生變化[10]。
【學(xué)位授予單位】：西華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：2532858