【摘 要】
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目的 沉积条件对TiN涂层的组织结构和机械性能有着有至关重要地影响，而溅射技术又决定了涂层的沉积条件，为探究不同溅射技术对TiN涂层的微观组织结构和性能的影响，提高TiN涂层的机械性能和高温摩擦磨损性能。方法 采用不同的溅射技术（dcMS、HiPMS和Hybrid）在M2高速钢表面沉积了TiN涂层，利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、sin2ψ法、纳米压痕仪、洛氏压痕法、划痕法和
【机 构】
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北京交通大学机械与电子控制工程学院
【基金项目】
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中央高校基本科研业务费专项资金资助（2019RC017）；
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目的 沉积条件对TiN涂层的组织结构和机械性能有着有至关重要地影响，而溅射技术又决定了涂层的沉积条件，为探究不同溅射技术对TiN涂层的微观组织结构和性能的影响，提高TiN涂层的机械性能和高温摩擦磨损性能。方法 采用不同的溅射技术（dcMS、HiPMS和Hybrid）在M2高速钢表面沉积了TiN涂层，利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、sin2ψ法、纳米压痕仪、洛氏压痕法、划痕法和CSM球盘式摩擦试验机分别测试了TiN涂层的组织结构特征、沉积速率、残余应力、纳米硬度、膜基结合力和高温摩擦磨损性能。结果 不同溅射技术制备的TiN涂层均为柱状晶结构和TiN-（111）择优取向。HiPIMS-TiN涂层具有最高的纳米硬度（29.7GPa）和最低的膜基结合力（HF2），而Hybrid-TiN涂层呈现出最小的残余应力、高的沉积速率和膜基结合力，膜基结合力达到HF1级，临界载荷Lc2达到82.5N。不同溅射技术制备的TiN涂层的摩擦系数均随着温度的升高而降低，在500℃时，TiN涂层的摩擦系数约为0.53。而TiN涂层的磨损率随着温度的升高而升高，在不同的温度下，Hybrid-TiN涂层均呈现出最低的磨损率。结论 溅射技术对TiN涂层的组织结构和机械性能有着重要地影响，Hybrid-TiN涂层呈现出最优的综合机械性能和高温摩擦磨损性能。
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