基底偏压对电弧离子镀制备AlCrVN涂层微结构及力学性能的影响

摘要

目的研究基底偏压对AlCrVN涂层微结构及力学性能的影响。方法采用电弧离子镀技术,使用合金靶AlCrV,纯N2作为引弧介质和氮源,在不同的基底偏压下制备AlCrVN涂层,对AlCrVN涂层的物相结构、微观形貌、硬度、摩擦因数及磨损率进行测试分析,作为对比制备了AlCrN涂层。结果AlCrVN涂层为柱状晶结构,由面心立方CrN为基础的(CrV)N置换固溶体相和Cr2N六方相2种晶相组成,随着基底偏压的增大,涂层衍射峰强度及位置变化不明显;涂层表面的大颗粒数量减少,凹坑增多;涂层硬度由50V时的22 GPa增大到150 V时的24.2 GPa,200 V时硬度值减小到22 GPa;摩擦因数由0.42增大到0.71;磨损率由6.4×10^(-7)mm^(3)/(N·m)逐渐增大到13.2×10^(-7)mm^(3)/(N·m)。结论基底偏压对AlCrVN涂层性能影响较大,低偏压(50V)时,涂层的摩擦因数、磨损率最低,耐磨性能最好。含V元素的AlCrVN涂层的力学和摩擦学性能都优于AlCrN涂层。