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摘要
目的 沉积条件对Ti N涂层的组织结构和力学性能有着至关重要的影响，而溅射技术又决定了涂层的沉积条件，探究不同溅射技术对Ti N涂层的微观组织结构和性能的影响，提高Ti N涂层的力学性能和高温摩擦磨损性能。方法 采用不同的溅射技术(dcMS、Hi PMS、Hybrid)在M2高速钢表面沉积Ti N涂层，利用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、sin2ψ法、纳米压痕仪、洛氏压痕法、划痕法和CSM球盘式摩擦试验机分别测试了Ti N涂层的组织结构特征、沉积速率、残余应力、纳米硬度、膜基结合力和高温摩擦磨损性能。结果 不同溅射技术制备的Ti N涂层均为柱状晶结构和Ti N (111)择优取向。HiPIMS-TiN涂层具有最高的纳米硬度(29.7GPa)和最低的膜基结合力(HF2)，而Hybrid-TiN涂层呈现出最小的残余应力、高沉积速率和高膜基结合力，其膜基结合力达到HF1级，临界载荷(Lc2)达到82.5 N。不同溅射技术制备的Ti N涂层的摩擦因数均随着温度的升高而降低，在500℃时，Ti N涂层的摩擦因数约为0.53。Ti N涂层的磨损率随着温度的升高而升高，在不同温度下，Hybrid-TiN涂层均呈现出最低的磨损率。结论 溅射技术对Ti N涂层的组织结构和力学性能有着重要影响，Hybrid-Ti N涂层呈现出最优的综合力学性能和高温摩擦磨损性能。
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