微量Ag元素对TiAlN涂层摩擦学性能的影响

作者：王泽勇; 冯长杰^*; 师超; 刘光明; 王景

来源：摩擦学学报, 2020, 40(05): 634-646.

DOI：10.16078/j.tribology.2020004

• 电弧离子镀
• 涂层
• 结合力
• 黏着磨损
• 磨粒磨损

采用电弧离子镀技术利用Ti50Al50、Ti50Al49Ag1、Ti50Al45Ag5合金靶沉积制备出了TiAlN及不同Ag含量的TiAlAgN涂层.利用球-盘式摩擦磨损试验机研究了室温、200、400和600℃等温度下的摩擦学性能;通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、显微硬度计、表面轮廓仪和划痕仪对磨损前后涂层的表面形貌、微观结构、硬度及涂层结合力进行了分析.结果表明:TiAlN、TiAlAgN(Ag原子百分数0.12%)、TiAlAgN(Ag原子百分数0.30%)涂层的厚度分别为为4.18、5.31和4.69μm,硬度分别为HV0.2 2 049.4、HV0.2 1 672.9、HV0.2 1 398.5;TiAlN、TiAlAgN涂层的衍射峰位与面心立方的TiN相同,掺入Ag后TiAlN涂层的择优取向变为N(220)面.三种涂层在不同温度下的磨损机理主要为黏着磨损与磨粒磨损.室温时TiAlN涂层的摩擦系数比其他两种涂层要小约0.3,200℃时三种涂层的磨损率较大,400℃时掺Ag涂层的耐磨效果达到最佳.此外,当Ag原子百分数在0.12%～0.30%范围时,随着Ag含量增加,涂层的结合力降低.

• 单位
  南昌航空大学; 材料学院