幾種氮化物涂層高溫磨損性能研究.pdf

1、本文采用磁控反應(yīng)濺射技術(shù)在304不銹鋼基材表面分別制備了多種氮化物涂層（TiN涂層、TiAlN涂層、TiAlSiN涂層及不同Ag含量的TiAlAgN涂層），使用高溫摩擦磨損試驗機(jī)分別對各涂層進(jìn)行了摩擦磨損實(shí)驗，運(yùn)用掃描電子顯微鏡(SEM)，場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FESEM)，X射線衍射(XRD)，能譜分析儀(EDS)，顯微硬度計，3D立體顯微鏡對各涂層磨損前后的表面形貌、截面形貌、微觀結(jié)構(gòu)、組成成分、涂層硬度、涂層磨損后的磨損形貌深度進(jìn)

2、行了觀察和分析，研究了TiN涂層、TiAlN涂層、TiAlSiN涂層分別在不同磨損溫度（室溫、200℃、400℃和600℃）下的磨損性能及其磨損機(jī)理，以及不同Ag含量對TiAlAgN涂層的高溫磨損性能的影響。獲得的主要研究結(jié)果如下：
　　研究了TiN涂層、TiAlN涂層、TiAlSiN涂層分別在不同磨損溫度下的高溫耐磨性能及磨損機(jī)理。這三種涂層的表面均較為致密，均為柱狀晶結(jié)構(gòu)，隨著Al、Si元素的加入，其結(jié)構(gòu)更加致密，晶粒尺寸變小

3、。隨著磨損溫度從室溫提高到600℃，TiN涂層的摩擦系數(shù)和磨損體積先減小后增大，TiN涂層在200℃時有較好的磨損性能。TiN涂層在各磨損溫度下的磨損機(jī)制分別主要為磨粒磨損、磨粒磨損、磨粒磨損及氧化磨損。TiAlN涂層的摩擦系數(shù)和磨損體積先減小后增大，其磨損性能先升高后降低，TiAlN涂層在400℃磨損溫度下的磨損性能最好。TiAlN涂層在各磨損溫度下的磨損機(jī)制分別主要為磨粒磨損、磨粒磨損、磨粒磨損及少量的氧化磨損、氧化磨損及少量的磨粒

4、磨損。TiAlSiN涂層的摩擦系數(shù)和磨損體積隨著磨損溫度升高均逐漸減小，其磨損性能逐漸提高，TiAlSiN涂層的磨損機(jī)制分別為磨粒磨損、磨粒磨損、氧化磨損及少量的磨粒磨損、氧化磨損。
　　研究了TiN涂層、TiAlN涂層、TiAlSiN涂層在相同磨損溫度下的磨損性能。在室溫，200℃，400℃和600℃磨損條件下，TiN涂層、TiAlN涂層和TiAlSiN涂層的摩擦系數(shù)和磨損體積依次逐漸減小，其磨損性能依次增高，在600℃磨損溫度

5、下，TiAlSiN涂層的摩擦系數(shù)和磨損體積都有最小值分別為0.2和0.0136mm3， TiAlSiN涂層在600℃高溫磨損條件下耐磨性能最好。
　　研究了不同Ag含量對TiAlAgN涂層的高溫磨損性能的影響。隨著TiAlAgN涂層中的Ag含量從0at.％增加到21.38at.%，涂層分別在室溫，200℃，400℃及600℃磨損條件下的摩擦系數(shù)和磨損體積都是依次減小的，涂層的耐磨性能升高，其中在磨損溫度為400℃時 TiAlAgN