Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层的结构与热性能研究
来源期刊：硬质合金2020年第3期
论文作者：王大辉 吴明晶 刘慧君
文章页码：189 - 194
关键词：TiAlN涂层;CrAlN涂层;硬度;热稳定性;抗氧化性能;
摘 要：TiAlN和CrAlN涂层是目前切削刀具应用最为广泛的涂层材料。本研究借助阴极弧蒸发技术在低合金钢、钨片和Al2O3刚玉片上制备了Al含量接近的Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层,采用扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能量色散谱仪（EDX）、X射线衍射仪（XRD）和纳米压痕仪对比研究其结构、力学性能、热稳定性及抗氧化性能。结果表明:Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层均为单相面心立方结构,其硬度分别为30.1±0.4 GPa和30.2±0.7 GPa;Ti0.44Al0.56N涂层在退火过程中会产生时效硬化效应而呈现更好的热稳定性,900℃时为32.4±0.7 GPa;在1 100℃退火后,Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层的硬度分别降至27.8±0.8 GPa和22.6±0.4 GPa;Cr0.42Al0.58N涂层则具有更优异的抗氧化性能,Cr0.42Al0.58N涂层在1 000℃氧化10 h后,氧化层的厚度仅为0.17μm,而Ti0.44Al0.56N涂层在900℃氧化10 h后已完全氧化。
王大辉，吴明晶，刘慧君
株洲钻石切削刀具股份有限公司
摘 要：TiAlN和CrAlN涂层是目前切削刀具应用最为广泛的涂层材料。本研究借助阴极弧蒸发技术在低合金钢、钨片和Al2O3刚玉片上制备了Al含量接近的Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层,采用扫描量热仪（DSC）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线能量色散谱仪（EDX）、X射线衍射仪（XRD）和纳米压痕仪对比研究其结构、力学性能、热稳定性及抗氧化性能。结果表明:Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层均为单相面心立方结构,其硬度分别为30.1±0.4 GPa和30.2±0.7 GPa;Ti0.44Al0.56N涂层在退火过程中会产生时效硬化效应而呈现更好的热稳定性,900℃时为32.4±0.7 GPa;在1 100℃退火后,Ti0.44Al0.56N和Cr0.42Al0.58N涂层的硬度分别降至27.8±0.8 GPa和22.6±0.4 GPa;Cr0.42Al0.58N涂层则具有更优异的抗氧化性能,Cr0.42Al0.58N涂层在1 000℃氧化10 h后,氧化层的厚度仅为0.17μm,而Ti0.44Al0.56N涂层在900℃氧化10 h后已完全氧化。
关键词：TiAlN涂层;CrAlN涂层;硬度;热稳定性;抗氧化性能;
