TiAlN涂层及微观组织结构研究.PDF

６４ 工 具 技 术 ＴｉＡｌＮ涂层及微观组织结构研究 左伟峰，赵广彬，程玺儒，黄悦，林平 西华大学 摘要：通过改变工艺参数，采用非平衡磁控溅射法在硬质合金基体上制备ＴｉＡｌＮ涂层来研究涂层微观结构的 变化规律。经表面和断口形貌的扫描电镜结果显示，增加主因素偏压，涂层表面趋向光滑平整，结构趋向致密，表 面的大颗粒数量明显减少。ＥＤＳ能谱分析表明，涂层元素的含量受偏压和Ｎ 流量影响较大。ＸＲＤ分析发现，膜 ２ 层中有ＴｉＡｌＮ系和ＴｉＮ系的物相结构，ＴｉＮ／ＴｉＡｌＮ多层涂层主要从（１１１）晶面择优取向生长。 关键词：非平衡磁控溅射；ＴｉＡｌＮ涂层；偏压；微观结构 中图分类号：ＴＧ１１５；ＴＧ１５４．５；ＴＧ７１１；ＴＨ１４５　　　　　　文献标志码：Ａ ＲｅｓｅａｒｃｈｏｎＴｉＡｌＮＣｏａｔｉｎｇｓａｎｄＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓ ＺｕｏＷｅｉｆｅｎｇ，ＺｈａｏＧｕａｎｇｂｉｎ，ＣｈｅｎｇＸｉｒｕ，ＨｕａｎｇＹｕｅ，ＬｉｎＰｉｎｇ Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｂｙｕｎｂａｌａｎｃｅｄｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇａｎｄｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｃｈａｎｇｉｎｇ，ｔｈｅＴｉＡｌＮｃｏａｔｉｎｇｓｄｅｐｏｓｉｔｅｄｏｎｃｅ ｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｓｕｂｓｔｒａｔｅｓａｎｄｔｈｅｒｅｌａｔｅｄｃｏａｔｉｎｇｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｗｅｒｅｓｔｕｄｉｅｄ．ＳｕｒｆａｃｅａｎｄｆｒａｃｔｕｒｅｍｏｒｐｈｏｌｏｇｉｅｓｂｙＳＥＭ ｓｈｏｗｔｈａｔｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｂｉａｓｖｏｌｔａｇｅ，ｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｓｕｒｆａｃｅｔｅｎｄｓｔｏｂｅｓｍｏｏｔｈｅｒ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｍｏｒｅｃｏｍｐａｃｔ，ａｎｄｔｈｅ ｑｕａｎｔｉｔｙｏｆｓｕｐｅｒｆｉｃｉａｌｂｉｇｓｉｚｅｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｍｅａｎｗｈｉｌｅ，ＥＤＳｓｐｅｃｔｒｕｍａｎａｌｙｓｉｓｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｃｏａｔｉｎｇｅｌｅｍｅｎｔ ｃｏｎｔｅｎｔｓａｒｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｄｍａｉｎｌｙｂｙｔｈｅｆｌｏｗａｎｄｐｒｅｓｓｕｒｅｏｆＮｉｔｒｏｇｅｎ．ＴｈｅａｎａｌｙｓｉｓｂｙＸＲＤａｌｓｏｓｈｏｗｔｈａｔＴｉＡｌＮａｎｄＴｉＮ ｂａｓｅｄｐｈａｓｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓａｒｅｆｏｕｎｄｉｎｔｈｅｆｉｌｍｓａｎｄＴｉＮ／ＴｉＡｌＮｍｕｌｔｉｌａｙｅｒｃｏａｔｉｎｇｓｇｒｏｗｐｒｅｆｅｒｅｎｔｉａｌｌｙｉｎ（１１１）ｃｒｙｓｔａｌｆａｃｅｏ ｒｉｅｎｔａｔｉｏｎ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｕｎｂａｌａｎｃｅｄｍａｇｎｅｔｒｏｎｓｐｕｔｔｅｒｉｎｇ；ＴｉＡｌＮｃｏａｔｉｎｇ；ｂｉａｓｖｏｌｔａｇｅ；ｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅ 方法进行基体材料处理：首先用超声波清洗 　引言 ［１］ １０ｍｉｎ ；然后经蒸馏水冲洗后吹干再充分烘干；最 刀具涂层可提高材料的加工效率和精度，并延 后放置在真空沉积室。 长刀具的使用寿命，在干式切削、高速切削和数控加 ［２］ 试验设备为改进后的ＣＨ８５０型离子镀膜机 ， 工等机械制造领域得到了广泛应用。ＴｉＡｌＮ涂层具 所用靶材为Ｔｉ／Ａｌ合金靶。先预热扩散泵６０ｍｉｎ，抽 有耐磨性高、热硬性好、附着力强、摩擦系数小和导 低真空后通入 Ｎ 与Ａｒ，然后开高压阀抽真空至所