CrAlTiN及CrAlTiSiN纳米多层复合涂层的制备及力学性能

以金属Cr和AlTi合金为靶材料,在沉积过程中引入SiH4气体,用自行设计的多靶阴极电弧离子镀系统在单晶硅和硬质合金衬底上沉积了CrAlTiN和CrAlTiSiN硬质涂层。通过X射线衍射(XRD)和透射电镜(TEM)分析涂层的组织和形貌,结果表明:衬底偏压和反应气体流量对膜层的力学性能有较大影响,在优化条件下得到CrAlTiN涂层的硬度为29GPa。且CrAlTiSiN涂层为CrSiN和AlTiSiN组成的纳米多层复合涂层,随着SiH4流量的增加,薄膜中的硅含量明显增加,在优化条件下,涂层的显微硬度达到37GPa,摩擦因数为0.58。刀具涂层检测试验表明,涂覆CrAlTiN涂层的铣刀使用寿命可提高3倍,而CrAlTiSiN涂层较CrAlTiN涂层还会进一步提高刀具使用寿命。