Zr和Cr掺杂TiAlN涂层结构、力学和高温性能研究

作者：刘慧君; 胡春; 刘喆人; 陈利^*

来源：中南大学学报(自然科学版), 2020, 51(11): 3178-3186.

• TiAlN基涂层
• 硬度
• 热稳定性
• 抗氧化性能

采用阴极弧蒸发方法制备Ti0.55Al0.45N,Ti0.45Al0.48Zr0.07N和Ti0.45Al0.49Cr0.06N涂层,并借助配备又射线能量色散谱仪(EDX)的扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、差示扫描量热仪(DSC)和纳米压痕仪对比研究了Zr和Cr掺杂对TiAlN涂层结构、力学和高温性能的影响。研究结果表明:Ti0.55Al0.45N,Ti0.45Al0.48Zr0.07N和Ti0.45Al0.49Cr0.06N涂层均为单相面心立方结构,其硬度分别为(28.6±0.9) GPa、(31.9±0.9) GPa和(31.0±0.7) GPa;Zr的添加提高了TiAlN涂层的热稳定性,而Cr的添加降低了TiAlN涂层的热稳定性;在800℃氧化30h,Zr降低了TiAlN涂层的抗氧化性能,Cr提高了TiAlN涂层的抗氧化性能;然而,在850℃氧化30 h,Ti0.45Al0.48Zr0.07N涂层却表现出最好的抗氧化性能。

• 单位
  株洲钻石切削刀具股份有限公司; 中南大学; 粉末冶金国家重点实验室