Ti6Al4V表面增强CrN和TiN薄膜

摘要：

目的 研究表面增强氮化铬(CrN)和氮化钛(TiN)薄膜与Ti6Al4V(TC4)基体的适应性.方法 采用热丝增强等离子体磁控溅射技术,通过改变热丝放电电流,在 TC4 合金表面制备 CrN、TiN薄膜.采用扫描电子显微镜、X-射线衍射仪、纳米压痕仪、洛氏硬度计和摩擦磨损测试仪分别表征薄膜的组织形貌、成分、相结构、内应力、纳米硬度、弹性模量及耐磨性.结果 随着热丝放电电流从 0 A增加至 32 A,等离子体密度增大,薄膜表面形貌由较疏松的四棱锥形转变成致密球形,截面柱状晶排列更加致密;薄膜择优取向从低应变能的(111)取向转变为低表面能的(200)取向;无热丝放电时TiN薄膜内应力高于CrN薄膜,随着热丝放电电流的增大,TiN 薄膜内应力逐渐低于 CrN 薄膜;并且随着热丝放电电流的增大,薄膜的弹性模量与硬度均增大,但相同试验条件下CrN薄膜的弹性模量与硬度均低于TiN薄膜;压痕检测结果表明,薄膜与基体结合完好;低载荷摩擦磨损检测结果表明,硬度及弹性模量较高的TiN薄膜磨损量最低.结论 在相同等离子体密度能量轰击下,硬度和弹性模量较高的 TiN 薄膜内应力增幅较小;低载荷磨损时,弹性模量及硬度较高、内应力较低的TiN薄膜更适用于Ti6Al4V基体的增强改性.

关键词：TC4钛合金、等离子体增强磁控溅射、等离子体密度、氮化物薄膜、低载荷摩擦

所属期刊栏目：52

分类号：TG178;TB79(金属学与热处理)

在线出版日期：2023-07-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共11页

页码：444-454