微量Ag元素对TiAlN涂层摩擦学性能的影响

采用电弧离子镀技术利用Ti50Al50、Ti50Al49Ag1、Ti50Al45Ag5合金靶沉积制备出了TiAlN及不同Ag含量的TiAlAgN涂层.利用球-盘式摩擦磨损试验机研究了室温、200、400和600℃等温度下的摩擦学性能;通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、表面轮廓仪和划痕仪对磨损前后涂层的表面形貌、微观结构、硬度及涂层结合力进行了分析.结果表明:TiAlN、TiAlAgN(Ag原子百分数0.12%)、TiAlAgN(Ag原子百分数0.30%)涂层的厚度分别为为4.18、5.31和4.69μm,硬度分别为HV0.22049.4、HV0.21672.9、HV0.21398.5;TiAlN、TiAlAgN涂层的衍射峰位与面心立方的TiN相同,掺入Ag后TiAlN涂层的择优取向变为N(220)面.三种涂层在不同温度下的磨损机理主要为黏着磨损与磨粒磨损.室温时TiAlN涂层的摩擦系数比其他两种涂层要小约0.3,200℃时三种涂层的磨损率较大,400℃时掺Ag涂层的耐磨效果达到最佳.此外,当Ag原子百分数在0.12%~0.30%范围时,随着Ag含量增加,涂层的结合力降低.

微量不同Ag含量TiAlAgN-TiSiN复合涂层微观结构及磨损性能的研究

实验采用电弧离子镀技术利用Ti50Al49Ag1、Ti50Al45Ag5和Ti50Si20合金靶复合沉积制备了不同Ag含量的TiAlAgN-TiSiN复合涂层。利用球-盘式摩擦磨损试验机研究了室温、200、400、600℃等温度下的摩擦学性能;通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、表面轮廓仪、划痕仪对磨损前后涂层的表面形貌、微观结构、硬度及涂层结合力进行分析。结果表明:TiAlAgN-TiSiN(0.10%(原子分数)Ag)、TiAlAgN-TiSiN(0.25%Ag)涂层的厚度分别为为5.78、7.06μm,硬度分别为2649.9(Hv0.2)、2361.0(Hv0.2);不同Ag含量的TiAlAgN-TiSiN涂层的衍射峰位都对应于面心立方TiAlN,择优取向均为为N(220)面。两种涂层在不同温度下的磨损机理主要为黏着磨损为与磨粒磨损。室温及600℃时TiAlAgN-TiSiN(0.12%Ag)涂层比TiAlAgN-TiSiN(0.25%Ag)更耐磨,400℃时两涂层耐磨效果最佳。此外,当Ag含量在0%~1%范围内增加时,涂层的结合力不断增加。

TiAlSiN-Ti(Mo)N/MoS2复合涂层微观结构及摩擦学性能的研究

采用磁控溅射技术在AISI-304不锈钢上制备了TiAlSiN-Ti(Mo)N/MoS2复合涂层。采用电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、球盘摩擦磨损试验机、表面形貌仪等对涂层的表面形貌、显微组织、硬度和摩擦学性能进行了系统的研究。结果表明TiAlSiN-Ti(Mo)N/MoS2复合涂层的硬度为27.56 GPa,相比于TiAlSiN涂层的硬度(29.1 GPa)有所下降,但是涂层的耐磨性能得到明显提高。在室温至600℃条件下TiAlSiN-Ti(Mo)N/MoS2复合涂层的主要磨损机理为黏着磨损,200和400℃时的磨损率分别为0.0339×10^-3和0.1122×10^-3mm^3/(Nm),相较于TiAlSiN涂层分别降低了38%和57%,600℃时的磨损率接近TiAlSiN涂层。总体来说TiAlSiN-Ti(Mo)N/MoS2复合涂层的性能高于单一的TiAlSiN涂层。