电弧离子镀CrAlN涂层的微观结构及力学性能研究

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1、第35卷第5期广西大学学报：自然科学版Vo1．35No．52010年10月JournalofGuangxiUniversity：NatSciEd0ct．2O1O文章编号：1001_7445(2010)05-0865-07电弧离子镀CrAIN涂层的微观结构及力学性能研究李伟洲，李月巧，刘乐林，梁天权，胡治流，唐鹏(1．广西大学材料科学与工程学院，广西南宁530004；2．南南铝业股份有限公司，广西南宁530031)摘要：CrA1N涂层具有良好的综合性能，在合金刀具和模具的表面涂覆方面有广泛的应用前景，但其力学性

2、能需要深入的研究。采用电弧离子镀技术制备CrA1N涂层，通过扫描电镜和x射线衍射分析涂层的微观组织结构，测试涂层的显微硬度和涂层与基体的界面结合强度。结果表明，CrA1N涂层含CrN和CrA1N相。涂层的表面形貌和致密性与制备时基体的负偏压和N：／Ar气体流量比有关，基体负偏压和气体流量比升高，CrA1N涂层致密性提高，表面大颗粒减少。涂层的硬度值和Al含量随着气体流量比的增加而提高。涂层／基体的界面结合强度值达65N。关键词：CrA1N涂层；微观结构；力学性能；电弧离子镀中图分类号：TB43文献标识码：AM

3、icrostructuresandmechanicalpropertiesofCrAINcoatingsdepositedbyarcionplatingLIWei—zhou，LIYue—qiao，LIUYue—lin，LIANGTian—quan，HUZhi—liu，TANGPeng(1．CollegeofMaterialsScienceandEngineering，GuangxiUniversity，Nanning530004，China；2．AlnanAluminiumCompanyLTD，Nanning

4、530031，China)Abstract：CrA1Ncoatingscanbewidelyusedfortheprotectionforthealloysofcuttingtoolsorcast—ingdies．However，themechanicalpropertiesneedtobefurtherinvestigated．TheCrA1Ncoatingsweredepositedbyarcionplating(AIP)technique．Thecoatingmicrostructureswereana

5、lyzedbyscanningelectronmicroscope(SEM)andX．raydiffraction(XRD)．Themicrohardnessandadhe．sivestrengthofthecoatingsonthesubstrateweremeasured．TheresultsindicatedthatthereareCrNandCrA1NphasesintheCrA1Ncoatings．ThemicrostmcturesoftheCrA1Ncoatingsarerelatedtothes

6、ubstratebiasvoltageandtheN2／ArgasflowratiosduringAIPdeposition．Increasingthesub．stratebiasvoltageandtheN2／Argasflowratios，theCrA1Ncoatingsbecamecompactandthenum—berofsurfacemacroparticlesdecreased．TheAlcontentsandthemicrohardnessofthecoatingsin-creasedwitht

7、heaugmentedN，／Argasflowratios．Themaximumvalueofinterfacialadhesive收稿日期：2010-03—27；修订日期：20104)5-03基金项目：国家自然科学基金资助项目(51001032)；广西自然科学基金项目(桂科基0731013，2010GXNSFD013006)；广西大学有色金属及材料加新技术教育部重点实验窒开放基金(GXKFJ一14)通讯联系人：李伟洲(1975一)，男，广西北流人，广西大学副教授，博士；E-mail：liwz2008@hot

8、mail．con。866广西大学学报：自然科学版第35卷strengthwas65N．Keywords：CrA1Ncoatings；microstructures；mechanicalproperties；arcionplatingCrN涂层具有高硬度、低摩擦系数和较好的耐蚀性能，已经在合金刀具和成型模具的表面涂覆方面得到了十分广泛的研究和应用⋯。往CrN涂层中加入Al元素将形成CrAIN涂层，可进