Microstructure and mechanical properties of (Ti,AI,Zr)N_(Ti,AI,Zr,Cr)N films on cemented carbide substrates.pdfVIP
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InternationalJournalofMinerals,MetallurgyandMaterials
Volume21,Numberf,January2014,Page77
DOI:10.1007/s12613-014-0868-Y
Microstructureandmechanicalpropertiesof(Ti,AI,Zr)N/(Ti,AI,Zr,Cr)Nfilms
oncementedcarbidesubstrates
— luZhao,,JunZhang¨ZhenZhang3)Shuang-hongWang¨andZheng-guiZhang)
, , ,
1)SchoolofMechanicalEngineering,ShenyangUniversity,Shenyang110044,China
2)KeyLaboratoryforAdvancedMaterialsPreparationTechnologyofLiaoningProvince,ShenyangUniversiyt,Shenyang110044,China
3)PaintShop,BMWBrillianceAutomotiveLtd,Sh~ynag110143,China
(Received:11June2013;revised:21August2013;accepted:26August2013)
Abstract:(Ti,A1,Zr)N/(Ti,A1,Zr,Cr)N bilayerfilmsweredepositedoncementedcarbide(WC一8%Co)substratesbymulti—arcionplating
(MAIP)usingtwoTi—AI—ZralloytargetsandonepureCrtraget.Toinvestigatethecomposition,morphology,andcrystallinestructureofthe
bilayerfilms,anumberofcomplementarymethodsofelementalandstrucutralanalysiswereused,namely,scanningelectronmicroscopy
(SEM),eneryg disperseX-rayspectroscopy(EDS),andX—raydiffraction(XRD).Adhesivestrengthandmechanicalpropertiesofthefilms
wereevaluated by scratch testingand Vickersmicroindentation,respectively.Itisshown thattheresulting filmshave aTiN—type
face—centeredcubic(FCC)structure.Thefilmsexhibitfullydense,uniform,andcolumnarmoprholoyg .Furthermore,asthebiasvoltages
varyfrom一50to-200V,themicrohardness(max.Hv0014100)andadhesivestrength(max.200N)ofthebilayerfilmsaresuperiorto
thoseofthe(Ti,A1,Zr)Nand(Ti,A1,Zr,Cr)Nmonolayerfilms.
Keywords:nitrides;thinfilms;cementedcarbides;microstruc~re;mechanicalproperties
nessandexcellentadhesives~ength.Previousstudies 【l2]
1.Introduction have shown the promising mechanicalproperties of
(TiA,1,Zr)Nand(Ti,A1,
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