Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层的结构与热性能研究

作者：王大辉; 吴明晶; 刘慧君^*

来源：硬质合金, 2020, 37(03): 189-194.

• TiAlN涂层
• CrAlN涂层
• 硬度
• 热稳定性
• 抗氧化性能

TiAlN和CrAlN涂层是目前切削刀具应用最为广泛的涂层材料。本研究借助阴极弧蒸发技术在低合金钢、钨片和Al2O3刚玉片上制备了Al含量接近的Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层,采用扫描量热仪(DSC)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量色散谱仪(EDX)、X射线衍射仪(XRD)和纳米压痕仪对比研究其结构、力学性能、热稳定性及抗氧化性能。结果表明:Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层均为单相面心立方结构,其硬度分别为30.1±0.4 GPa和30.2±0.7 GPa;Ti0.44Al0.56N涂层在退火过程中会产生时效硬化效应而呈现更好的热稳定性,900℃时为32.4±0.7 GPa;在1 100℃退火后,Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层的硬度分别降至27.8±0.8 GPa和22.6±0.4 GPa;Cr0.42Al0.58N涂层则具有更优异的抗氧化性能,Cr0.42Al0.58N涂层在1 000℃氧化10 h后,氧化层的厚度仅为0.17μm,而Ti0.44Al0.56N涂层在900℃氧化10 h后已完全氧化。

• 单位
  株洲钻石切削刀具股份有限公司