《铝合金多弧离子镀TiN提高耐磨性能的研究》课件.pptVIP

铝合金多弧离子镀TiN提高耐磨性能的研究            镀有TiN的试样硬度曲线图    * * 答辩人：赵伟 指导教师：庄蕾 论文主要内容 课题背景及相关知识 试验材料方法及设备 纯铝、TiN镀层的形貌分析 TiN镀层硬度测试分析 TiN镀层耐磨性能测试分析 结论 铝及其合金以其优良的特性，广泛地应用于航空航天、建筑、机械设备、桥梁、车辆、船舶、家庭用具、电子设备等各个方面，铝及其合金已经成为我国国民经济中的一个重要角色。 常用的铝合金的比强度高，延展率大，延展成型性能好，并且具有良好的抗腐蚀性能。但其硬度低，耐磨性能不是很理想。 背景知识 TiN 是一种高硬度、耐磨蚀、应用广泛的涂层材料,呈金黄色，已成为国内外硬质涂层研究的热点. TiN开始应用于切削工具工业涂层,但最近它的应用已扩展到其它领域,如摩擦(轴承和轮)、装饰和光学领域,以及微电子学领域. 纯铝1050 镀有TiN的试样 试验材料方法及设备 实验设备：多弧离子渗镀技术是太原理工大学表面工程研究所潘俊德教授、徐重教授等发明的一项新型表面合金化技术，是把徐重教授发明的辉光离子渗镀技术同和王福贞多弧离子渗镀技术在同一个装置里有机地结合在一起，充分利用了辉光放电和弧光放电特点。 加弧辉光离子渗镀装置 多功能离子镀膜机 离子渗镀炉 实验设备 加弧辉光离子渗镀技术原理示意图 实验过程 显微组织观察 划痕实验 摩擦磨损试验 硬度试验 1 显微组织观察 TiN 镀层 纯铝1050基体 胶木粉 TiN镀层 1050样 品制样 打磨 镶嵌 腐蚀 观察 → → → → 纯铝1050SEM表面形貌 TiN镀层1050SEM表面形貌 2 摩擦磨损实验 运用球-盘之间摩擦原理及微机自控技术，通过砝码或连续加载机构将负荷加至球上，作用于试样表面，同时试样固定在测试平台上，并以一定的速度旋转，使球摩擦涂层表面。 磨痕宽度随时间的变化曲线 磨痕宽度随时间的变化试验结果 3 划痕实验 用一具有光滑圆锥状顶端的洛氏金刚石划针，在逐渐增加的载荷下刻划涂层表面，直至涂层被破坏，涂层破坏时所加的载荷称为临界载荷，并以此作为涂层与基体粘结强度的度量。 划痕 （a）镀层时间40min （b）镀层时间50min （c）镀层时间60min 划痕的信号曲线 4 硬度试验 在一定的试验力作用下压入试样表面，保持一定的时间后，卸除试验力，测量压痕对角线长度 。 硬度随距离试样表面距离变化曲线图 TiN镀层比纯铝基体的硬度提高了2倍多。 摩擦磨损试验均表明，利用加弧辉光离子渗镀技术对纯铝1050进行处理大大提高了纯铝1050的耐磨性能。 结论 利用加弧辉光离子渗镀技术可以对纯铝1050进行表面处理，形成的Ti单层膜，改性膜层具有相对致密、分布均匀、表面光洁度好、手感光滑、颜色漂亮。 利用加弧辉光离子渗镀技术对纯铝1050进行表面处理达到了强化的目的。在纯铝1050表面形成Ti单层膜后的表面硬度比基体纯铝1050的表面硬度提高了2倍多。 随着镀层时间变长，划破镀层的临界载荷逐渐变大。