作者：郭策安; 赵宗科; 胡明; 尚光明; 周峰; 张...tialn薄膜tialyn薄膜crni3mova钢电弧离子镀硬度弹性模量摩擦磨损
摘要：目的为进一步提高电弧离子镀TiAlN薄膜的摩擦磨损性能，研究添加元素Y对CrNi3MoVA钢表面电弧离子镀TiAlN薄膜微观组织结构、硬度、弹性模量及摩擦磨损性能的影响。方法采用Ti-50Al和Ti-49Al-2Y合金靶，利用电弧离子镀技术在CrNi3MoVA钢表面制备两种氮化物薄膜，利用纳米压痕仪和摩擦磨损试验机分别测试了两种薄膜的硬度、弹性模量和摩擦系数，并用SEM、TEM、EDS、GIXRD分析了两种薄膜磨损前后的形貌、成分、相结构。结果添加Y降低了TiAlN薄膜的晶粒尺寸，使其由柱状晶结构转变为近似等轴晶结构。TiAlYN薄膜的硬度较TiAlN薄膜提高了约25%，其弹性模量与TiAlN薄膜相近。与Si3N4对磨时，在加载载荷为20N、往复行程为10mm、往复速率为400r/min的条件下，TiAlN薄膜的稳定摩擦系数为0.70~0.75，而TiAlYN薄膜的稳定摩擦系数为0.60~0.65，TiAlYN薄膜的磨损率较TiAlN薄膜的磨损率减小了约47%。TiAlN薄膜与TiAlYN薄膜的主要磨损机制均为刮擦磨损，TiAlN薄膜的失效机制主要是脆性裂纹导致的剥落。结论添加Y对TiAlN薄膜具有明显的减摩耐磨作用，并提高了TiAlN薄膜在摩擦磨损过程中的抗开裂和抗剥落性能。
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