Mo含量对AlCrMoSiN涂层微观结构和性能的影响OA北大核心

目的解决AlCrSiN涂层在高速干切削工况下耐磨性不足,其服役寿命大幅降低的难题。方法采用高功率脉冲磁控溅射和脉冲直流磁控溅射复合技术,对AlCrMoSiN涂层中的Mo含量进行优化,研制一系列具有不同Mo含量的AlCrMoSiN涂层,通过调节CrMo靶溅射功率,改变涂层中的Mo含量。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和高分辨透射电子显微镜(HRTEM)、纳米压痕仪、纳米划痕仪、高温摩擦磨损试验机等检测设备对涂层微观形貌、物相组成、力学性能、摩擦学行为进行表征。结果随Mo含量的增加,AlCrMoSiN涂层的晶粒尺寸增大,涂层厚度增加;XRD衍射峰向大角度偏移,并在(111)和(200)晶面上择优取向明显,涂层中逐渐形成以fcc-(Al,Cr,Mo)N固溶相为主的结构。Mo元素的掺杂使涂层内部出现晶格畸变现象,在一定程度上增强了涂层的韧性。当涂层中Mo的原子数分数达到21.3%时,涂层的特征值H/E和临界载荷达到最高,分别为0.059和67.62 N,涂层的摩擦因数为0.54,磨损率最低为7.97×10^(–4)μm^(3)/(N·μm)。结论Mo元素的掺杂提高了AlCrMoSiN涂层的结晶度,当Mo的原子数分数为21.3%时,涂层的耐磨损性能最佳。