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磁控溅射离子镀技术(MSIP)在薄膜沉积领域应用非常广泛,所制备的涂层具有质量好、薄膜-基体结合强度高、可设计性强等优点,改善了切削刀具、钻头等工具服役性能和寿命。TiAlN涂层作为一种新型涂层材料,具有比TiN更优良的特性,如高的硬度和抗氧化温度,良好的耐蚀性和耐磨性等。因此,TiAlN涂层具有极为广阔的应用开发前景。本文采用CH850型磁控溅射离子镀设备在YG6硬质合金表面制备了 TiN、TiAlN薄膜。利用XRD、SEM、EDS、体式显微镜、显微硬度仪和划痕仪分别对薄膜的相结构、表面与断口形貌、成分以及主要性能进行了测试分析。XRD分析表明:TiN膜层晶面以(111)择优取向,薄膜-基体界面处存在TiC相;TiAlN薄膜主要存在Ti3AlN、AlN相,结构为纤锌矿六方结构,Ti3AlN相沿(220)晶面择优取向并且其衍射峰向高角区偏移。靶电流和基体偏压是影响薄膜相结构与薄膜厚度的重要工艺参数。SEM、EDS分析表明:TiN薄膜随Ti靶功率和偏压的提高,膜层结晶能力增强、致密度提高、粗糙度降低。薄膜-基体界面结合牢固紧密,存在脱碳层,膜厚可达3.19μm。Ti靶功率决定N/Ti原子比值;TiAlN薄膜随Al靶功率的提高,晶粒从疏松的颗粒状结构转变为致密的条状结构,表面粗糙度降低,Al具有细化晶粒的作用,薄膜-基体界面明显且结合牢固紧密,膜层结构致密、均匀性较好,膜厚可达1.93μm。Al靶功率直接影响膜层中A1的含量,对N原子与金属原子的比例影响不大,其比例接近1:1。溅射功率影响薄膜的色泽,偏压影响薄膜的光泽。N/Ti原子比值是影响TiN颜色最主要的因素,TiAlN的颜色则随着A1靶功率的提高而变得更黑,随偏压的提高,光泽度呈现先升高后降低的趋势。显微硬度和结合力测试结果表明:TiN薄膜的显微硬度可达2417HV,薄膜-基体结合力可达60N。合适的偏压和沉积温度有助于改善其硬度,TiC相、合适的基体材料及脉冲叠加直流偏压技术提高了薄膜-基体结合力;TiAlN薄膜的显微硬度可达3145HV,薄膜-基体结合力可达85N。其显微硬度随偏压的升高而增大,随A1靶功率的升高先增大后减小,薄膜硬度的明显提升是由于Ti3AlN硬相的出现,而过多的AlN软相则会降低其硬度。过渡层TiN、Al靶功率以及基体偏压影响了薄膜-基体结合力。