涂層結構對高鋁含量Ti1-xAlxN 涂層高溫氧化行為的影響

涂層結構對高鋁含量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Ti_0.33Al_0.67N 單層涂層及TiN/Ti_0.33Al_0.67N多層結構涂層。在800℃時(shí)保溫不同時(shí)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)及物相結構進(jìn)行表征，用電子天平對涂層氧化后增重進(jìn)行對比。

　　實(shí)驗結果表明：Ti1-xAlxN 單層結構及TiN/Ti1-xAlxN多層結構涂層氧化增重都分為三個(gè)階段：快速氧化階段，穩定氧化階段和氧化失穩階段;涂層在800℃恒溫氧化動(dòng)力學(xué)曲線(xiàn)在快速、穩定兩階段符合拋物線(xiàn)規律，單層結構和多層結構的涂層氧化增重速率Kp值均隨著(zhù)Al 的增加減小。

　　氧化增重速率Kp 值均隨著(zhù)Al 的增加減小。當氧化時(shí)間超過(guò)一定時(shí)間后，在涂層的大顆粒處發(fā)生O 元素及基體Fe 元素的擴散及氧化用，生成Fe2O3，進(jìn)而失去保護作用。單層結構涂層抗氧化性均優(yōu)于相應的多層結構涂層，因為單層結構涂層中鋁的總含量更高。

　　關(guān)鍵詞：多弧離子鍍 TiAlN 涂層 組織結構 氧化性能