WS_2软涂层刀具的材料优选及涂层制备

运用有限元软件分析了不同基体材料和过渡层的基体表面WS2软涂层的残余热应力。结果表明弹性模量和热膨胀系数等参数是影响涂层残余热应力大小的主要因素。采用中频磁控溅射、多弧离子镀外加离子束辅助沉积工艺制备了4种WS2软涂层刀具并对其性能进行了测试,分析结果符合有限元计算的结论,发现残余热应力对WS2软涂层刀具的性能产生很大的影响,并发现Zr过渡层能有效促进WS2Ⅱ型织构的生长。

WS2/Zr复合涂层的制备及性能研究

采用射频磁控溅射和直流磁控溅射两种不同的溅射工艺分别制备WS2涂层、金属靶材Zr,在YT15硬质合金基体上制备WS2/Zr复合涂层。借助扫描电子显微镜分析WS2/Zr复合涂层表面及断面的微观形貌,利用能谱仪(EDS)对复合涂层的成分及各沉积粒子的含量进行检测,通过X射线衍射仪(XRD)观测复合涂层的晶体结构生长的情况,并测试涂层的厚度、显微硬度及涂层与基体之间的结合力等,来探究WS2靶材溅射功率的变化对制备涂层性能的影响。结果表明:WS2靶材的溅射功率控制在90 W时,所制备的WS2/Zr复合涂层结构最为致密且晶体呈细化趋势,晶粒结构的生长体现为典型的WS2晶体择优生长取向,此时所制备涂层的厚度、显微硬度、涂层与基体结合力分别约为4.8μm、HV630、67 N。