调制结构对Cr-CrN-Cr-CrAlN多层膜性能的影响

作者：谌曲平; 林松盛^*; 刘灵云; 郭朝乾; 石倩; 汪云程; 吕亮; 刘若愚; 易出山

来源：真空, 2022, 59(03): 29-34.

DOI：10.13385/j.cnki.vacuum.2022.03.07

• 调制比
• 多层膜
• 抗砂粒冲蚀性能
• 电弧离子镀
• 钛合金

为提高钛合金的服役性能，采用真空阴极电弧离子镀技术，在TC4钛合金上制备不同RCr-CrN:RCr-CrAlN调制比的多层膜。使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、划痕仪、应力测试仪和砂粒冲蚀试验仪检测并分析了多层膜的截面形貌、结构、厚度、硬度、结合力、残余应力和抗砂粒冲蚀性能等。重点研究了RCr-CrN:RCr-CrAlN调制比对多层膜性能的影响。结果表明：所制备的多层膜厚度均在7～8μm，过渡层约1.5μm厚，单一周期厚度在150～200nm；膜层均呈现(200)择优生长面心立方结构；随着Cr-Cr Al N层占比的增加，膜层的硬度、残余应力和膜基结合力均相应地上升；在90°攻角下不同调制比的多层膜未完全破损前，其抗砂粒冲蚀能力是TC4基材的3倍以上，而在30°攻角下多层膜的抗砂粒冲蚀能力则约为TC4基材的8倍；RCr-CrN:RCr-CrAlN调制比为1∶2时所制备的多层膜具有最佳的综合性能。

• 单位
  广东省现代表面工程技术重点实验室; 广东省科学院; 中国航发南方工业有限公司