钛合金表面不同多层结构Cr/CrAlN涂层的制备及磨损性能

张向东; 蔡习军; 蔡飞; 张世宏; 陈利

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为改善TC4钛合金(Ti-6A1-4V)表面力学性能和抗磨损性能,利用多弧离子镀技术在其表面沉积制备Cr层与CrAlN层交替(1、5和10个循环周期)沉积的Cr/CrAlN多层涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、轮廓仪、洛氏压痕仪、显微硬度计、球盘摩擦磨损等对涂层的微观结构和性能进行研究。结果表明:Cr/CrAlN-1涂层的主要物相为固溶的(Al,Cr)N相,而Cr/CrAlN-5和Cr/CrAlN-10多层涂层的主要物相为固溶的(Al,Cr)N相和Cr相。随着循环周期的增加,(Al,Cr)N相的优先生长方向由(111)晶面转变为(200)晶面,同时涂层的晶粒尺寸减小。金属Cr层的加入和多层结构可以显著增加Cr/CrAlN多层涂层的膜-基结合强度。此外,Cr/CrAlN涂层显著提升了钛合金基体的硬度和耐磨性能,其中Cr/CrAlN-1的显微硬度(2465HK_(0.025))最高,而Cr/CrAlN-5的磨损率(1.52×10^(-6)mm^(3)·N^(-1)·m^(-1))最低,Cr/CrAlN多层涂层的磨损失效机理主要为氧化磨损。

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来源
《材料导报》 |2022年第15期|123-128|共6页
作者
张向东; 蔡习军; 蔡飞; 张世宏; 陈利;
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作者单位

中南大学粉末冶金国家重点实验室;

安徽工业大学先进金属材料绿色制备与表面技术教育部重点实验室;

安徽工业大学现代表界面工程研究中心;

安徽工业大学材料科学与工程学院;

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原文格式 PDF
正文语种 chi
中图分类金属腐蚀与保护、金属表面处理;
关键词
Cr/CrAlN多层涂层; 多弧离子镀; 微观结构; 磨损;

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