多弧离子镀制备TiN/TiBN纳米复合涂层的结构和性能

摘要：

为了满足复合材料高速切削加工的需要,用金属Ti靶和纯TiB2靶作为靶材料,在N2气氛下用多弧离子镀方法制备了TiN/TiBN纳米复合涂层.利用X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)分析涂层的组织结构、成分和表面形貌;利用显微硬度计、划痕仪和球盘摩擦仪分析调制周期对涂层力学性能的影响.结果表明:TiN/TiBN纳米复合涂层的调制周期范围为5.5～21 nm,主要成分为晶相TiN、非晶BN和TiB2;调制周期对涂层的力学性能有较大的影响,随着调制周期的减小,硬度增加,调制周期最小时最大硬度达到29 GPa;最大膜基结合力为88 N,且所有样品均表现出较高的膜基结合力.随着转速的增大,摩擦因数与表面粗糙度两者表现出相同的变化趋势,摩擦因数最大值为0.31,其低摩擦因数与自润滑的BN相的存在有关.调制周期减少,界面积增加,TiN/TiBN纳米复合涂层的力学性能增强.

关键词：多弧离子镀、TiN/TiBN纳米复合涂层、膜基结合力、摩擦因数

所属期刊栏目：27

分类号：TG174.444(金属学与热处理)

资助基金：国家自然科学基金11375135;哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室基金AWJ-M13-03

在线出版日期：2014-11-17（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页码：102-108