电弧离子镀TiN涂层沉积工艺研究

摘要

目的 优化电弧离子镀沉积TiN涂层的制备工艺,分析不同N2/Ar条件对涂层微观结构和力学性能的影响机制,进一步强化和研究TiN涂层的优异性能.方法 采用带有附加线圈磁场的电弧离子镀技术在不同N2/Ar条件下制备TiN涂层,利用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、超景深显微镜、维氏硬度计、薄膜应力仪和高温摩擦机观察涂层微观结构、测试力学性能.结果 随着N2/Ar流量比的增加,涂层表面形貌得到改善,大颗粒的数量和尺寸明显减少,表面变得光滑致密.TiN涂层的生长取向由沿(110)晶面择优生长,逐渐转变为沿(111)晶面择优生长.涂层显微硬度呈上升趋势,硬度最高为2260HV;当N2/Ar流量比为2:1时,摩擦系数最低为0.71,磨损率最低为1.5×10-2μm3/(N·μm),磨痕边界清晰,大颗粒和磨屑较少.结论 当N2/Ar流量比为2:1时,TiN涂层结构致密,且具有最佳的各项力学性能.