东北大学学报（自然科学版）

东北大学学报:自然科学版 ›› 2018, Vol. 39 ›› Issue (7): 981-985.DOI: 10.12068/j.issn.1005-3026.2018.07.014

• 材料与冶金 • 上一篇    下一篇

负偏压对电弧离子镀CrAlN涂层组织和性能的影响

蔺增1， 陈彬1， 乔宏1， 赵晓波2   

  1. (1. 东北大学 机械工程与自动化学院， 辽宁 沈阳110819; 2. 重庆新恒基真空镀膜有限公司， 重庆402760)
  • 收稿日期:2017-03-20 修回日期:2017-03-20 出版日期:2018-07-15 发布日期:2018-07-11
  • 通讯作者: 蔺增
  • 作者简介:蔺增(1975-)，男，山东莱芜人，东北大学副教授.冯明杰(1971-)， 男， 河南禹州人， 东北大学副教授; 王恩刚(1962-)， 男， 辽宁沈阳人， 东北大学教授，博士生导师.
  • 基金资助:
    国家自然科学基金资助项目(51775096); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(N141008001/2); 沈阳市科学技术计划项目(Y17-0-003，F16-080-8-00). 国家自然科学基金资助项目(51171041).

Influence of Negative Bias Voltage on Microstructure and Properties of CrAlN Coatings by Arc Ion Plating

LIN Zeng1， CHEN Bin1， QIAO Hong1， ZHAO Xiao-bo2   

  1. 1. School of Mechanical Engineering & Automation， Northeastern University， Shenyang 110819， China; 2. Chongqing Xinhengji Vacuum Coating Co.， Ltd.， Chongqing 402760， China.
  • Received:2017-03-20 Revised:2017-03-20 Online:2018-07-15 Published:2018-07-11
  • Contact: LIN Zeng
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摘要： 采用电弧离子镀技术在高速钢基底上沉积CrAlN涂层.对CrAlN涂层的表面形貌、微观组织、显微硬度、结合强度、摩擦学性能进行了分析，研究了负偏压对CrAlN涂层组织和性能的影响.结果表明:在一定范围内随着负偏压的增加，涂层表面大颗粒数量逐渐减少，涂层变得更加致密;但过大的负偏压导致离子轰击作用过强，使涂层表面再次出现缺陷.当负偏压为 -200V时，涂层的晶粒尺寸最小，并具有良好的结晶度.涂层的显微硬度和结合强度均随负偏压的增加呈现出先增加后减小的趋势. 当负偏压为 -200V时，显微硬度达到最大值，为28.6GPa，同时具有最好的摩擦学性能.

关键词: 负偏压, 表面形貌, 微观结构, 机械性能, 摩擦学性能

Abstract: Using arc ion plating， CrAlN coatings were deposited on high speed steels. The effects of the negative bias voltage on microstructure and properties of the CrAlN coatings were investigated through analyzing surface morphologies， microstructure， microhardness， adhesion strength and tribological properties. The results showed that with the increase of the negative bias voltage， the surface macroparticles reduced gradually and the coating became denser. However， further increasing the negative bias voltage over -200V， the ion bombarding was so strong that many defects reappeared on the coating surface. Therefore， the grain size reached a minimum value and the coating was well crystallized at the bias voltage of -200V. Moreover， it was found that the microhardness and adhesion strength firstly increased and then decreased with the increase of the negative bias voltage. When the voltage was -200V， the microhardness reached the maximum value of 28.6GPa and the coating performed the best tribological properties.

Key words: negative bias voltage, surface morphology, microstructure, mechanical properties, tribological properties

中图分类号: