涂层结构对高铝含量Ti1-xAlxN 涂层高温氧化行为的影响

来源:真空技术网(www.chvacuum.com)华南理工大学材料科学与工程学院 作者:华南理工大学材料科学与工程学院

涂层结构对高铝含量Ti1-xAlxN 涂层高温氧化行为的影响

王成蹊1,2 彭继华1 杜日升1 梁献文2

1.华南理工大学材料科学与工程学院;2.广州今泰科技有限公司

  摘要:采用多弧离子镀技术,利用纯Ti 靶及TiAl 合金靶,在M2 高速钢表面沉积高铝含量的Ti0.33Al0.67N 单层涂层及TiN/Ti0.33Al0.67N多层结构涂层。在800℃时保温不同时间随炉冷却,用XRD、SEM、EMPA 等检测手段对涂层氧化后的表面状态及物相结构进行表征,用电子天平对涂层氧化后增重进行对比。

  实验结果表明:Ti1-xAlxN 单层结构及TiN/Ti1-xAlxN多层结构涂层氧化增重都分为三个阶段:快速氧化阶段,稳定氧化阶段和氧化失稳阶段;涂层在800℃恒温氧化动力学曲线在快速、稳定两阶段符合抛物线规律,单层结构和多层结构的涂层氧化增重速率Kp值均随着Al 的增加减小。

  氧化增重速率Kp 值均随着Al 的增加减小。当氧化时间超过一定时间后,在涂层的大颗粒处发生O 元素及基体Fe 元素的扩散及氧化用,生成Fe2O3,进而失去保护作用。单层结构涂层抗氧化性均优于相应的多层结构涂层,因为单层结构涂层中铝的总含量更高。

  关键词:多弧离子镀 TiAlN 涂层 组织结构 氧化性能

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