Cr12MoV钢表面磁控溅射TiTiN涂层的摩擦磨损性能研究.pdf

第! " 卷第! 期摩擦学学报# $ % ! " & ’$ ! ! ( ( " 年) 月* + , - . / . 0 1 2 3 4 5 6 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 7 & ! ( ( " 8 9 : ; < = > 钢表面磁控溅射? @ A ? @ B 涂层的摩擦磨损性能研究王君丽& 施雯 C 上海大学材料科学与工程学院& 上海! ( ( ( D ! E 摘要 F 采用非平衡磁控溅射方法在 G 4 H ! 2 $ # 钢表面制备了厚度约为) I J 的* K A * K ’涂层& 测定了涂层的显微硬度& 并通过划痕试验和摩擦磨损试验考察了涂层同基体的结合强度及其摩擦磨损性能 L 结果表明 F * K A * K ’涂层能够显著提高 G 4 H ! 2 $ # 钢的表面硬度和承载能力 M 涂层同 G 4 H ! 2 $ # 钢基体的结合强度较高& 划痕临界载荷高于 N ( ’ M 与此同时& 磁控溅射* K A * K ’涂层可以显著改善 G 4 H ! 2 $ # 钢的耐磨性能 L 这是由于磁控溅射* K A * K ’涂层硬度高且与 G 4 H ! 2 $ # 钢基体的结合强度较高所致 L 关键词 F G 4 H ! 2 $ # 钢 M 磁控溅射 M * K A * K ’涂层 M 摩擦磨损性能中图分类号 F * 0 H D O L O O O M * P H H D L ) 文献标识码 F Q 文章编号 F H ( ( O R ( " S " C ! ( ( " E ( ! R ( H ! N R ( " G 4 H ! 2 $ # 钢是一种应用广泛的冷作模具钢& 具有良好的耐磨性和韧性 M 但 G 4 H ! 2 $ # 钢冷作模具仍易因磨损而发生失效& 因此有必要利用多种模具表面处理技术来提高其硬度和耐磨性能 L 近年来& 物理气相沉积 C T # U E 技术以工艺温度低 V 可镀覆材料种类多等优点吸引了研究者的广泛关注& 多种 T # U 硬质涂层 C 如* K ’和 U / G 等 E 已成功地应用于冷作模具表面改性 L 作为硬质耐磨涂层& * K ’涂层具有硬度高 V 摩擦系数低 V 与钢材的热膨胀系数差异小以及耐粘着磨损性能优良等优点& 已被广泛用于提高工具 C *** V 钻头 E 的使用寿命上 W H X L 一方面& T # U R * K ’等硬质涂层可以有效地提高 G 4 H ! 2 $ # 模具钢的耐磨性能和使用寿命& 但有关应用研究的报道较少 W ! & ) X & 且很少涉及涂层和基体结合强度的影响以及模具工作条件的复杂性 L 另一方面& 以* K 作为底层可以降低 T # U R * K ’涂层同基体界面之间的残余内应力& 从而增强涂层同基体之间的结合强度& 故 T # U 复合涂层作为工 V 模具耐磨涂层具有广阔的应用前景 L 鉴于此& 本文作者采用溅射靶材表面等离子体密度高 V 涂层均匀且结合力强的非平衡磁控溅射技术 W O X & 在 G 4 H ! 2 $ # 冷作