涂層結(jié)構(gòu)對高鋁含量Ti1-xAlxN 涂層高溫氧化行為的影響

2013-04-20 華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院 華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院

涂層結(jié)構(gòu)對高鋁含量Ti1-xAlxN 涂層高溫氧化行為的影響

王成蹊1,2 彭繼華1 杜日升1 梁獻(xiàn)文2

1.華南理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院;2.廣州今泰科技有限公司

  摘要:采用多弧離子鍍技術(shù),利用純Ti 靶及TiAl 合金靶,在M2 高速鋼表面沉積高鋁含量的Ti0.33Al0.67N 單層涂層及TiN/Ti0.33Al0.67N多層結(jié)構(gòu)涂層。在800℃時保溫不同時間隨爐冷卻,用XRD、SEM、EMPA 等檢測手段對涂層氧化后的表面狀態(tài)及物相結(jié)構(gòu)進(jìn)行表征,用電子天平對涂層氧化后增重進(jìn)行對比。

  實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:Ti1-xAlxN 單層結(jié)構(gòu)及TiN/Ti1-xAlxN多層結(jié)構(gòu)涂層氧化增重都分為三個階段:快速氧化階段,穩(wěn)定氧化階段和氧化失穩(wěn)階段;涂層在800℃恒溫氧化動力學(xué)曲線在快速、穩(wěn)定兩階段符合拋物線規(guī)律,單層結(jié)構(gòu)和多層結(jié)構(gòu)的涂層氧化增重速率Kp值均隨著Al 的增加減小。

  氧化增重速率Kp 值均隨著Al 的增加減小。當(dāng)氧化時間超過一定時間后,在涂層的大顆粒處發(fā)生O 元素及基體Fe 元素的擴(kuò)散及氧化用,生成Fe2O3,進(jìn)而失去保護(hù)作用。單層結(jié)構(gòu)涂層抗氧化性均優(yōu)于相應(yīng)的多層結(jié)構(gòu)涂層,因?yàn)閱螌咏Y(jié)構(gòu)涂層中鋁的總含量更高。

  關(guān)鍵詞:多弧離子鍍 TiAlN 涂層 組織結(jié)構(gòu) 氧化性能