多弧离子镀CrN薄膜的制备与表征.pdf

维普资讯 2007年 6月 装 甲 兵 工 程 学 院 学 报 Jun． 2007 第 21卷 第 3期 JournalofAcademyofArmoredForceEngineering V01．2l NO．3 文章编号 ：1672-1497(2007)03-0078-04 多弧离子镀 CrN薄膜的制备与表征 胡佳帅 张 平 蔡志海 李 程 (装 甲兵工程学院 装备再制造技术 国防科技重点实验室 ，北京 100072) 摘 要 ：应用多弧离子镀膜技术在65Mn钢基体上制备 CrN薄膜 ，通过 Nanohardness-tester、SEM、EDX和 XRD测试 分析了薄膜 的硬度 、厚度 、成分结构和表面形貌 。得到薄膜 的最高硬度为24GPa，最大厚度为 2．06 m。通过正交 实验分析得到各因素对薄膜硬度影响程度 的主次顺序是：偏压、氮气、氩气、弧流 ，对薄膜厚度影响程度 的主次顺序 是：弧流、氮气、偏压、氩气 。 关键词 ：多弧离子镀 ；CrN薄膜 ；纳米硬度 ；正交实验 中图分类号 ：TG174．444 文献标志码 ：A Preparation andPropertiesofCrN Coatingsby M ulti——arcIonPlating HU Jia-·shuai ZHANG Ping CAIZhi-·hai LICheng (NationalDefenseKeyLaboratoryforRemanufacturingTechnology，AcademyofAmroredForceEngineering，Beijing，100072，China) Abstract：Chromium nitridedcoatingsaredepositedonthe65Mn steelsubstratesbymeansofmulti·arc ionplatingtechnique．Thehardness，thickness，componentstructureandsurfacemorphologyofthefilms areanalyzedbyusingnanotestplatform 、SEM andEDX．Themaximum hardnessofthefilmsisabout24 GPa．Andthefilm ’Smaximum thicknessis2．06 Ixm．TheOrthogonalexperimentshowsthatorderofde· greestowhichthefactorsaffectthecoatings’hardnessfrom bigtosmallisbiasvoltage，nitrogen，argon andarcflow．Andthesequencetothethicknessisarcflow ，nitrogen，biasvoltageandargon． Keywords：multi．arcplating；CrN films；nanohardness；orthogonalexperiment CrN薄膜具有很高 的硬度和耐磨性 ，高温抗氧 影响材料的机械性能，同时能够大幅度提高硬度和 化性和耐腐蚀性优 良，不但可作为耐磨涂层用于工 耐磨损性能，为了提高膜层和基体的结合力 ，在基体 模具和切削工具的表而强化 ，在表面防腐和装饰等 和膜层之 间需要沉积金属过渡层 。膜层 的性能 许多工业领域有重要用途 ¨ 。与已经得到广泛工 主要取决于显微结构 。一般 的 CrN膜层都具有柱 业应用 的TiN薄膜相 比，CrN薄膜的硬度更高，具有