AlTiN涂層具備高硬度,良好的膜基結(jié)合力以及優(yōu)異的抗高溫氧化性等性能,被廣泛的應(yīng)用于金屬切削刀具方面;但該涂層本身摩擦系數(shù)較高、韌性較差以及內(nèi)應(yīng)力高等不足,限制了其在減摩防護(hù)等苛刻工況環(huán)境中的應(yīng)用。DLC(diamond-like carbon)涂層具備良好的自潤(rùn)滑性能,但此涂層與Fe基材料的結(jié)合力欠佳。通過(guò)多層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),將上述兩種涂層的特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)進(jìn)行結(jié)合,有望同時(shí)改善涂層的自潤(rùn)滑性能和膜基結(jié)合力。本文采用電弧沉積+磁控濺射兩種制備工藝,研究了基底偏壓、N₂流量、Ti-Al靶電流以及Cr摻雜量等工藝參數(shù)對(duì)AlTiN涂層的表面粗糙度、物相結(jié)構(gòu)以及摩擦學(xué)性能的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明,不同工藝參數(shù)下制備的AlTiN涂層,主要是以Ti₃AlN的物相存在,且沿著(110)、(200)以及(220)方向生長(zhǎng)。摩擦學(xué)試驗(yàn)結(jié)果表明,AlTiN涂層的摩擦系數(shù)一般在0.4-0.7之間,由于涂層表面粗糙度較大,其磨損失效形式以磨粒磨損為主。在工藝優(yōu)化研究的基礎(chǔ)上,研究了DLC/AlTiN涂層的結(jié)構(gòu)組織以及摩擦學(xué)性能。試驗(yàn)結(jié)果表明,DLC/AlTiN涂層表面為類金剛石...

【文章頁(yè)數(shù)】：87 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 AlTiN涂層
        1.2.1 AlTiN涂層結(jié)構(gòu)
        1.2.2 AlTiN涂層國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
    1.3 類金剛石薄膜
        1.3.1 類金剛石薄膜結(jié)構(gòu)
        1.3.2 類金剛石薄膜國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
    1.4 新型涂層研究及應(yīng)用
        1.4.1 新型涂層國(guó)內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r
    1.5 涂層制備方法
        1.5.1 物理氣相沉積法(PVD)制備涂層
        1.5.2 化學(xué)氣相沉積法(CVD)制備涂層
    1.6 本論文研究思路
第2章 試驗(yàn)設(shè)計(jì)及方法
    2.1 涂層制備
        2.1.1 AlTiN涂層制備
        2.1.2 DLC/AlTiN涂層制備
    2.2 涂層表征
        2.2.1 厚度、形貌表征
        2.2.2 力學(xué)性能測(cè)量
        2.2.3 涂層結(jié)構(gòu)分析
        2.2.4 摩擦磨損試驗(yàn)
        2.2.5 切削試驗(yàn)
    2.3 本章小結(jié)
第3章 工藝參數(shù)對(duì)AlTiN涂層影響
    3.1 引言
    3.2 偏壓與氮?dú)鈿饬髁繉?duì)AlTiN涂層影響
        3.2.1 氮?dú)鈿饬髁颗c偏壓對(duì)涂層沉積速率與表面粗糙度影響
        3.2.2 氮?dú)鈿饬髁颗c偏壓對(duì)涂層硬度影響
        3.2.3 氮?dú)鈿饬髁颗c偏壓對(duì)涂層結(jié)合力影響
        3.2.4 氮?dú)鈿饬髁颗c偏壓對(duì)涂層摩擦系數(shù)的影響
    3.3 鈦鋁合金靶電流對(duì)AlTiN涂層影響
        3.3.1 鈦鋁合金靶電流對(duì)涂層沉積速率與表面粗糙度影響
        3.3.2 鈦鋁合金靶電流對(duì)涂層硬度與結(jié)合力影響
        3.3.3 鈦鋁合金靶電流對(duì)涂層摩擦磨損試驗(yàn)影響
    3.4 摻雜Cr元素對(duì)AlTiN涂層影響
        3.4.1 不同Cr含量對(duì)涂層沉積速率與表面粗糙度影響
        3.4.2 Cr電流對(duì)涂層硬度與結(jié)合力影響
        3.4.3 不同Cr含量對(duì)涂層摩擦磨損試驗(yàn)影響
    3.5 本章小結(jié)
第4章 DLC/AlTiN涂層的性能研究
    4.1 引言
    4.2 DLC/AlTiN涂層性能研究
        4.2.1 DLC/AlTiN涂層的結(jié)構(gòu)與形貌
        4.2.2 DLC/AlTiN涂層的機(jī)械性能
        4.2.3 DLC/AlTiN涂層的摩擦學(xué)性能
    4.3 DLC涂層與DLC/AlTiN涂層結(jié)構(gòu)與摩擦學(xué)性能
        4.3.1 DLC涂層與DLC/AlTiN涂層結(jié)構(gòu)分析
        4.3.2 涂層的摩擦學(xué)分析
    4.4 本章小結(jié)
第5章 涂層刀具切削試驗(yàn)
    5.1 引言
    5.2 刀具切削試驗(yàn)
        5.2.1 涂層對(duì)切削溫度影響
        5.2.2 切削刀具的磨損量
    5.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間承擔(dān)的科研任務(wù)與主要成果
致謝



本文編號(hào)：3847841