离子渗氮用气对后续磁控溅射镀层性能的影响

摘要

以40Cr钢为基体材料,进行离子氮化和闭合场非平衡磁控溅射PVD复合表面处理工艺试验。重点探讨用氮、氢混合气体及工业用氨进行离子氮化所得到的白亮层对后续PVD镀层性能的影响。测试了镀层厚度、膜基结合力及摩擦学性能。结果显示,不同渗氮气体得到的复合镀层临界划痕载荷均大于60 N,洛氏压坑边缘均无剥落,但氨处理的压坑边缘有少量坍塌并出现裂纹,表明其白亮层存在缺陷,在球坑试验的试样上也直接观察到缺陷的存在。存在缺陷的白亮层断裂韧性低,压坑试验时,缺陷处启动裂纹并扩展,导致化合物层和PVD镀层的剥落。销盘磨损试验结果表明,用氮和氢混合气体氮化后镀CrTiA lN具有更好的综合摩擦学性能。