隨著現(xiàn)代制造業(yè)的迅速發(fā)展,各種難加工材料的數(shù)量急劇增加,以及干切削、高速切削、以車代磨等新工藝的出現(xiàn),對(duì)切削刀具不斷提出新的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的刀具已無(wú)法滿足現(xiàn)有的需求,研發(fā)新型高性能涂層刀具勢(shì)在必行。在各種涂層中,TiB₂薄膜因具有硬度高、耐磨性好、高熱穩(wěn)定性等優(yōu)點(diǎn)而備受關(guān)注,但該薄膜脆性大,易發(fā)生開(kāi)裂,嚴(yán)重限制其在高速切削加工領(lǐng)域的應(yīng)用,急需對(duì)TiB₂薄膜進(jìn)行增韌處理。國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有研究大部分是向TiB₂涂層內(nèi)摻雜氮元素形成nc-TiN/a-BN納米復(fù)合結(jié)構(gòu)來(lái)提高涂層韌性,研究發(fā)現(xiàn)即使通入極少量氮?dú)庖矔?huì)形成大量非晶BN相,導(dǎo)致涂層硬度降低、耐磨性差。針對(duì)以上問(wèn)題,本論文采用反向設(shè)計(jì)法,反應(yīng)沉積時(shí)通入極少量氮?dú)?再通過(guò)改變TiB₂靶濺射功率,增加涂層內(nèi)TiB₂硬質(zhì)相數(shù)量,形成nc-TiB₂/a-BN納米復(fù)合結(jié)構(gòu)涂層,來(lái)提高涂層的硬度和韌性。另向Ti-B-N涂層內(nèi)摻雜Zr元素,可進(jìn)一步提高Ti-B-N涂層硬度和耐熱能力,Zr原子固溶于TiB₂晶格... 

【文章來(lái)源】：天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：61 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 硬質(zhì)涂層的發(fā)展現(xiàn)狀
        1.2.1 二元涂層
        1.2.2 三元涂層
        1.2.3 納米復(fù)合涂層
        1.2.4 納米多層復(fù)合涂層
    1.3 硬質(zhì)涂層制備工藝
        1.3.1 化學(xué)氣相沉積
        1.3.2 物理氣相沉積
        1.3.3 脈沖直流磁控濺射技術(shù)
    1.4 TiB_2 基氮化物系列涂層研究現(xiàn)狀
    1.5 主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)方法與性能表征
    2.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與基體材料
        2.1.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.1.2 基體材料
        2.1.3 靶材與氣體
    2.2 涂層的制備
        2.2.1 技術(shù)路線
        2.2.2 制備工藝
    2.3 涂層組織結(jié)構(gòu)分析
        2.3.1 厚度計(jì)算
        2.3.2 成分及微觀形貌分析
        2.3.3 相結(jié)構(gòu)分析
    2.4 薄膜力學(xué)性能測(cè)試
        2.4.1 硬度
        2.4.2 涂層結(jié)合力測(cè)量
        2.4.3 涂層殘余應(yīng)力測(cè)試
    2.5 涂層摩擦性能分析
        2.5.1 摩擦系數(shù)和磨損率
        2.5.2 磨痕形貌
第3章 TiB_2 靶濺射功率對(duì)Ti-B-N納米復(fù)合涂層微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響
    3.1 引言
    3.2 涂層的制備
    3.3 結(jié)果與分析
        3.3.1 沉積速率
        3.3.2 涂層成分分析
        3.3.3 物相分析
        3.3.4 微觀結(jié)構(gòu)
        3.3.5 硬度分析
        3.3.6 結(jié)合力分析
        3.3.7 摩擦系數(shù)分析
        3.3.8 磨痕形貌分析
        3.3.9 磨損率分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 沉積溫度對(duì)Ti-B-N納米復(fù)合涂層微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響
    4.1 引言
    4.2 涂層的制備
    4.3 結(jié)果與分析
        4.3.1 薄膜成分
        4.3.2 結(jié)構(gòu)分析
        4.3.3 表面形貌
        4.3.4 沉積速率
        4.3.5 殘余應(yīng)力
        4.3.6 硬度
        4.3.7 臨界載荷
        4.3.8 摩擦系數(shù)
        4.3.9 最大磨痕深度和磨痕形貌
        4.3.10 磨損率
    4.4 本章小結(jié)
第5章 不同N_2流量對(duì)Ti-Zr-B-N涂層力學(xué)性能和摩擦性能的影響
    5.1 引言
    5.2 涂層的制備
    5.3 結(jié)果與分析
        5.3.1 結(jié)構(gòu)分析
        5.3.2 沉積速率
        5.3.3 殘余應(yīng)力
        5.3.4 硬度
        5.3.5 臨界載荷
        5.3.6 磨痕形貌
        5.3.7 摩擦系數(shù)
        5.3.8 摩擦曲線
        5.3.9 磨損率
    5.4 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號(hào)：3193790