沉积温度对AlCrTiN涂层组织结构与性能的影响

作者：林静; 张硕; 马德政; 范其香^*; 王铁钢; 曹凤婷

来源：中国表面工程, 2021, 34(06): 114-123.

DOI：10.11933/j.issn.1007-9289.20210709001

• AlCrTiN涂层
• 组织结构
• 力学性能
• 摩擦磨损性能
• 高温热稳定性
• 切削性能

AlCrTiN涂层具有优异的综合性能，然而沉积温度对其组织结构与性能的影响还需进一步研究。采用电弧离子镀和脉冲直流磁控溅射复合沉积技术，改变沉积温度(300℃和400℃)制备两种不同的AlCrTiN涂层。结果表明：两种AlCrTiN涂层主要相均为fcc-(Al, Ti, Cr)N相，沿(111)晶面择优生长。沉积温度为400℃时，涂层具有更高的硬度和弹性模量，更低的残余应力、摩擦因数和磨损率，表现出更好的力学性能和抗摩擦磨损性能。两种涂层经过700℃保温1 h后，由于涂层内原子扩散和缺陷愈合，硬度和结合力进一步提高。切削性能测试表明：300℃和400℃温度下制备的涂层铣刀寿命分别为无涂层铣刀的3.2倍和3.5倍。无涂层铣刀的失效形式以磨粒磨损为主，涂层铣刀的失效形式为磨粒磨损、黏着磨损和氧化磨损。研究成果对高性能AlCrTiN四元涂层的制备、理论研究与工程化应用具有指导意义。

• 单位
  天津职业技术师范大学