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),對切削刀具不斷提出新的挑戰(zhàn),傳統(tǒng)的刀具已無法滿足現(xiàn)有的需求,研發(fā)新型高性能涂層刀具勢在必行。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)點而備受關注,但該薄膜脆性大,易發(fā)生開裂,嚴重限制其在高速切削加工領域的應用,急需對TiB₂薄膜進行增韌處理。國內外現(xiàn)有研究大部分是向TiB₂涂層內摻雜氮元素形成nc-TiN/a-BN納米復合結構來提高涂層韌性,研究發(fā)現(xiàn)即使通入極少量氮氣也會形成大量非晶BN相,導致涂層硬度降低、耐磨性差。針對以上問題,本論文采用反向設計法,反應沉積時通入極少量氮氣,再通過改變TiB₂靶濺射功率,增加涂層內TiB₂硬質相數(shù)量,形成nc-TiB₂/a-BN納米復合結構涂層,來提高涂層的硬度和韌性。另向Ti-B-N涂層內摻雜Zr元素,可進一步提高Ti-B-N涂層硬度和耐熱能力,Zr原子固溶于TiB₂晶格... 

【文章來源】：天津職業(yè)技術師范大學天津市

【文章頁數(shù)】：61 頁

【學位級別】：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 納米復合涂層
        1.2.4 納米多層復合涂層
    1.3 硬質涂層制備工藝
        1.3.1 化學氣相沉積
        1.3.2 物理氣相沉積
        1.3.3 脈沖直流磁控濺射技術
    1.4 TiB_2 基氮化物系列涂層研究現(xiàn)狀
    1.5 主要研究內容
第2章 實驗方法與性能表征
    2.1 實驗設備與基體材料
        2.1.1 實驗設備
        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 技術路線
        2.2.2 制備工藝
    2.3 涂層組織結構分析
        2.3.1 厚度計算
        2.3.2 成分及微觀形貌分析
        2.3.3 相結構分析
    2.4 薄膜力學性能測試
        2.4.1 硬度
        2.4.2 涂層結合力測量
        2.4.3 涂層殘余應力測試
    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Ti-B-N納米復合涂層微觀結構和性能的影響
    3.1 引言
    3.2 涂層的制備
    3.3 結果與分析
        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 微觀結構
        3.3.5 硬度分析
        3.3.6 結合力分析
        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
第4章 沉積溫度對Ti-B-N納米復合涂層微觀結構和性能的影響
    4.1 引言
    4.2 涂層的制備
    4.3 結果與分析
        4.3.1 薄膜成分
        4.3.2 結構分析
        4.3.3 表面形貌
        4.3.4 沉積速率
        4.3.5 殘余應力
        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
第5章 不同N_2流量對Ti-Zr-B-N涂層力學性能和摩擦性能的影響
    5.1 引言
    5.2 涂層的制備
    5.3 結果與分析
        5.3.1 結構分析
        5.3.2 沉積速率
        5.3.3 殘余應力
        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
第6章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
申請學位期間的研究成果及發(fā)表的學術論文


【參考文獻】：
期刊論文
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[4]ZnO/Cu多層膜的制備及電磁屏蔽性能研究[J]. 盛澄成,徐陽,喬輝,魏取福.  功能材料. 2016(08)
[5]切削刀具表面TiCN涂層的研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J]. 覃正海,鮮廣,趙海波,鄭永強,范洪遠,王均.  表面技術. 2016(06)
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本文編號：3193790