电弧离子镀TiAlCrN多元涂层的性能研究

摘要

利用电弧离子镀技术采用Ti0.5Al0.5合金靶和纯Cr靶在钛合金TC11基片上制备了TiAlCrN多元涂层。用扫描电镜、X射线衍射仪、高分辨率透射电镜(HRTEM)分析了涂层表面、断面形貌、物相结构及微观结构。测试了涂层的显微硬度,研究了钛合金镀膜样品的耐磨性。试验结果表明,TiAlN涂层添加Cr元素后表现出较强的(220)择优取向,形成(Ti,Al)N和(Ti,Cr)N混合物相结构。透射电镜分析表明,该涂层晶粒细小,取向比较复杂,结构呈混晶排列。TiAlCrN涂层在大气环境中700℃氧化100 h后,涂层保持完整,主要以氮化物的形态存在,对TC11钛合金基体有良好的保护作用。室温干磨损试验表明,TiAlCrN涂层在强度较弱的区域出现片状剥落,且EDS分析表明,磨损过程存在部分氧化磨损的特征。