基于正交试验Ti_(0.33)Al_(0.67)N膜层制备工艺研究

选用纯Ti靶与Ti0.33Al0.67合金靶制备Ti0.33Al0.67N膜层,在对基体材料进行离子渗氮之后,采用正交试验对多弧离子镀中的工艺参数进行优化,通过观察膜层结合力、表面形貌、显微硬度和膜层厚度选择最佳的工艺参数。

Ti_(0.33)Al_(0.67)N复合梯度膜层的高温抗氧化性能

研究梯度Ti0.33Al0.67N膜层与其他膜层的高温抗氧化性能。结果表明,40Cr基体在300℃时已出现明显氧化。TiN膜层在500℃左右时开始出现氧化现象,导致膜层硬度、膜基结合力等性能显著下降。在800℃的氧化环境中,梯度Ti0.33Al0.67N膜层性能最佳,TiN膜层出现明显氧化现象,40Cr基体氧化现象十分严重。梯度Ti0.33Al0.67N膜层的高温抗氧化性能比40Cr基体和TiN膜层优异,涂层适合应用于高温环境。

工艺参数对Ti_(0.33)Al_(0.67)N梯度膜层形貌及性能的影响

研究基体负偏压、氮分压及合金靶电流等工艺参数对Ti0.33Al0.67N梯度膜层性能的影响。结果表明,Ti0.33Al0.67N梯度膜层随着各工艺参数的增大表面形貌得到改善、沉积率增大,当超过某一个值时,却随着参数的增加形貌恶劣、沉积率降低。工艺参数对膜层显微硬度影响的次序为:TiAl合金靶电流>基体负偏压>氮分压。对膜基结合力影响次序为:基体负偏压>氮分压>TiAl合金靶电流。在试验设计的参数水平范围内,在齿轮材料40Cr表面较优的镀覆工艺参数:基体负偏压150 V、TiAl靶电流60 A、氮分压0.5 Pa。