Ni含量对CrNiTiN涂层微观结构及摩擦磨损性能的影响

采用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术在H13钢和单晶Si(110)表面沉积CrNiTiN四元硬质涂层。通过改变Ni靶电流大小来改变CrNiTiN涂层中Ni的含量。利用扫描电镜、X射线衍射能谱、X射线光电子谱、摩擦磨损实验、纳米压痕测试等技术研究Ni含量对涂层成分、结构及摩擦磨损性能的影响。结果表明:CrNiTiN涂层结构致密,以柱状晶方式生长;Ni在涂层中以单质及化合物形式存在;随着Ni的加入及其含量的增加,涂层平均晶粒尺寸从29减小到14 nm,涂层择优取向由(220)面转向(200)面,硬度及弹性模量先增加后减小,平均摩擦系数及磨损率先减小后增加;当Ni含量为4.21%(原子比)时,硬度最高为22.4 GPa,平均摩擦系数最小为0.52,磨损率最小为1.4×10-15m3/Nm。