脉冲负偏压幅值对复合离子镀制备TiCN薄膜结构和性能的影响

任鑫¹，赵瑞山¹，黄美东²，张翀翊¹，王乾宝³

1. 辽宁工程技术大学材料科学与工程学院2. 天津师范大学物理与材料科学学院3. 辽宁工程技术大学机械工程学院

摘 要：采用复合离子镀技术,在不同脉冲负偏压幅值下于304不锈钢表面制备TiCN薄膜,研究了负偏压幅值对薄膜成分、结构、表面粗糙度、显微硬度及摩擦磨损性能的影响。结果表明:随着负偏压幅值升高,钛、碳与氮元素的原子比以及碳与钛元素的原子比先增大后减小,薄膜表面的颗粒及针孔、凹坑等缺陷尺寸减小,数量减少,表面形貌得到改善;薄膜主要由TiCN相组成,随着负偏压幅值增大出现(111)晶面择优取向,且薄膜的显微硬度先增大后减小,并在负偏压幅值为300V时达到最大,为2 690HV;薄膜的摩擦磨损性能优于基体的,随着负偏压幅值增加,薄膜的摩擦因数不断降低,在负偏压幅值为300V时约为0.355,此时薄膜的摩擦磨损性能最优。

关键词：脉冲负偏压幅值;TiCN薄膜;摩擦磨损性能;