钛合金基材表面粗糙度对Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜性能的影响

作者：吕亮; 林松盛^*; 王迪; 刘灵云; 汪唯; 郭朝乾; 代明江; 汪云程

来源：电镀与涂饰, 2020, 39(15): 979-983.

DOI：10.19289/j.1004-227x.2020.15.001

• 钛
• 锆
• 氮化物
• 多层膜
• 电弧离子镀
• 表面粗糙度
• 抗砂粒冲刷性能

为提高钛合金的抗冲蚀性能,采用真空阴极电弧离子镀技术在不同表面粗糙度(Ra)的TC4钛合金表面制备了Ti/Ti N/Zr/Zr N多层膜。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、划痕仪和砂粒冲刷试验仪分析了多层膜的截面形貌、微观结构、厚度、显微硬度、结合力和抗砂粒冲刷性能。重点研究了基体表面粗糙度对多层膜的结合力和抗砂粒冲刷性能的影响。结果表明,所得Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜厚度约为12μm,显微硬度大于3 000 HV,能显著地提高TC4钛合金基材的抗砂粒冲刷性能。在相同工艺条件下,基体表面粗糙度越小,其表面膜层的结合力和抗砂粒冲刷性能越佳。为获得综合性能良好的Ti/TiN/Zr/ZrN多层膜,TC4钛合金基体的表面粗糙度必须控制在≤1.60μm。

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