热震对TiAlSiN涂层结构与性能的影响

论文摘要

目的探究TiAlSiN涂层经过不同热震次数后,其组织结构及性能的变化规律及机制。方法采取电弧离子镀技术在单晶硅和M2高速钢（W6Mo5Cr4V2）表面沉积TiAlSiN涂层,采用加热-水淬循环的方法进行热震试验。采用3D表面轮廓仪、扫描电子显微镜（SEM）表征涂层显微形貌,用金相显微镜测定膜/基结合力,用能谱仪（EDS）分析涂层元素含量变化,用X射线衍射仪（XRD）表征物相结构,用划痕仪和硬度计测量涂层力学性能,用摩擦磨损试验仪、光学显微镜探究涂层摩擦学性能及摩擦磨损机制。结果随着热震次数的增加,涂层表面产生的TiO颗粒尺寸增大,含量增多,粗糙度增加。XRD衍射峰向小角度发生偏移,但仍保持立方结构。涂层的力学性能变差,硬度值由2066HV0.025下降至1447HV0.025,结合力由常温的71.8 N下降至33.9 N,结合力等级由常温的HF1降至HF4。此外,30、40、50次热震后,涂层展现出比常温下更优异的耐磨性能,摩擦系数由常温的0.571分别降低至0.427、0.389、0.273,磨损率由常温时的1.4×10-14m3/（N·m）分别降至1.01×10-14、0.93×10-14、0.71×10-14m3/（N·m）,磨损类型主要为粘着磨损与氧化磨损。结论 TiAlSiN涂层在600℃下具备优异的抗热震性能,多次冷-热循环后仍为立方结构。随着热震次数的增加,TiAlSiN涂层表面质量及力学性能下降,但摩擦磨损试验中,由于涂层表面多次热震形成的氧化物起到润滑效果,有效减缓了涂层与摩擦球的剧烈接触,使TiAlSiN涂层的耐磨减摩性能提高。

论文目录

• 1 试验
•   1.1 试样制备方案
•   1.2 涂层组织观察与性能测试
• 2 结果与分析
•   2.1 涂层表面及截面形貌
•   2.2 涂层组织结构
•     2.2.1 涂层物相分析
•     2.2.2 涂层成分分析
•   2.3 涂层力学性能分析
•     2.3.1 涂层硬度
•     2.3.2 涂层结合力
•   2.4 涂层摩擦磨损性能分析
• 3 结论

文章来源

类型: 期刊论文

作者: 宋智辉,代明江,李洪,林松盛,石倩,韦春贝,郭朝乾,苏一凡

关键词: 离子镀,热震,高温,结合力,耐磨性

来源: 表面技术 2019年11期

年度: 2019

分类: 工程科技Ⅰ辑

专业: 金属学及金属工艺

单位: 广东工业大学材料与能源学院,广东省新材料研究所现代材料表面工程技术国家工程实验室广东省现代表面工程技术重点实验室

基金: 国家重点研发计划项目(2016YFB0300400),广东省科技计划项目(2017A050506037),广东省科技厅项目(2017A070701027),2017年广东省科学院科技提升项目(2017GDASCX-0111,2017GDASCX-0202),广东省工业技术研究院创新能力建设项目(2014B070705007)~~

分类号: TG174.4

DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.11.033

页码: 297-304+319

总页数: 9

文件大小: 3018K

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