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中国有色金属学报, 2016, 26(12): 2564-2572.
偏压对高速钢表面AlTiN涂层结构与性能的影响

牛瑞丽 1, , 李金龙 2, , 刘栓 3, , 王永欣 4, , 史文 5, , 陈建敏 6,

1.中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室，宁波 315201; 上海大学 材料科学与工程学院，上海 200012;
2.中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,宁波,315201;
3.中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,宁波,315201;
4.中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,宁波,315201;
5.上海大学 材料科学与工程学院,上海,200012;
6.中国科学院宁波材料技术与工程研究所 中国科学院海洋新材料与应用技术重点实验室浙江省海洋材料与防护技术重点实验室,宁波,315201
为了改善高速钢上AlTiN 涂层的组织和力学性能，研究不同偏压下制备的多弧离子镀AlTiN薄膜对高速钢表面的力学性能、切削液环境下的摩擦学行为、弱碱环境下的电化学腐蚀性能的影响。采用SEM和XRD研究不同偏压下薄膜的表面及截面形貌和相组成变化，采用纳米压痕仪测试AlTiN 涂层硬度，利用往复式摩擦试验机研究干摩擦和切削液两种摩擦环境下的涂层的摩擦学性能。采用电化学工作站测试系统对比研究涂层的耐蚀性能。结果表明：涂层的硬度和耐磨性随着偏压的增加而明显增大；当偏压为80 V时，AlTiN涂层结构致密，在干摩擦及切削液环境下都具有较好摩擦学性能；当偏压为20 V时，AlTiN涂层在弱碱环境下具有良好的耐腐蚀性能。
引用： 牛瑞丽, 李金龙, 刘栓, 王永欣, 史文, 陈建敏 偏压对高速钢表面AlTiN涂层结构与性能的影响. 中国有色金属学报, 2016, 26(12): 2564-2572. doi: 
参考文献：
[1] 赵先锐;冯尚申;李勤涛;马李.高速钢刀具常见材料失效典型案例分析[J].热加工工艺,2013(18):189-191,195.
[2] 宋学全;刘秀英;赵黎娟.高速钢刀具材料及热处理工艺选择[J].国外金属热处理,2005(1):30-33.
[3] 肖继明;李言;白力静;袁启龙;郑建明.CrAlTiN涂层高速钢刀具的切削性能和磨损特性[J].材料热处理学报,2005(6):117-121.
[4] Wu, Weiwei;Chen, Wanglin;Yang, Shubao;Lin, Yue;Zhang, Shihong;Cho, Tong-Yul;Lee, G. H.;Kwon, Sik-Chol.Design of AlCrSiN multilayers and nanocomposite coating for HSS cutting tools[J].Applied Surface Science: A Journal Devoted to the Properties of Interfaces in Relation to the Synthesis and Behaviour of Materials,2015Oct.1(Oct.1):803-810.
[5] 王赛玉;蔺绍江;陈肖.TiAlCrN涂层的高温氧化行为[J].中国有色金属学报,2013(8):2267-2273.
[6] 黄自谦;贺跃辉;蔡海涛;肖逸锋;黄伯云.TiAlN涂层的热残余应力分析[J].中国有色金属学报,2007(6):897-902.
[7] ZHAO Hui;WANG Xiao-hui;LIU Qiu-lei;CHEN Li-jia;LIU Zheng.Structure and wear resistance of TiN and TiAlN coatings on AZ91 alloy deposited by multi-arc ion plating[J].中国有色金属学报（英文版）,2010(z2):679-682.
[8] Keunecke, M.;Stein, C.;Bewilogua, K.;Koelker, W.;Kassel, D.;den Berg, H.V..Modified TiAlN coatings prepared by d.c. pulsed magnetron sputtering[J].Surface & Coatings Technology,20105(5):1273-1278.
[9] Zhao SS;Du H;Zheng JD;Yang Y;Wang W;Gong J;Sun C.Deposition of thick TiAlN coatings on 2024 Al/SiCp substrate by Arc ion plating[J].Surface & Coatings Technology,200821(21):5170-5174.
[10] L.J.S. Johnson;M. Thuvander;K. Stiller;M. Oden;L. Hultman.Spinodal decomposition of Ti_(0.33)Al_(0.67)N thin films studied by atom probe tomography[J].Thin Solid Films: An International Journal on the Science and Technology of Thin and Thick Films,201213(13):4362-4368.
[11] Li Chen;Martin Moser;Yong Du;Paul H. Mayrhofer.Compositional and structural evolution of sputtered Ti-Al-N[J].Thin Solid Films: An International Journal on the Science and Technology of Thin and Thick Films,200924(24):6635-6641.
[12] Deng Jianxin;Liu Aihua.Dry sliding wear behavior of PVD TiN, Ti_(55)Al_(45)N, and Ti_(35)Al_(65)N coatings at temperatures up to 600℃[J].International Journal of Refractory Metals & Hard Materials,2013NOV.(NOV.):241-249.
[13] Mayrhofer PH;Music D;Schneider JM.Influence of the Al distribution on the structure, elastic properties, and phase stability of supersaturated Ti1-xAlxN[J].Journal of Applied Physics,20069(9):94906-1-94906-5-0.
[14] Yao, Yirong;Li, Jinlong;Wang, Yongxin;Ye, Yuwei;Zhu, Lihui.Influence of the negative bias in ion plating on the microstructural and tribological performances of Ti-Si-N coatings in seawater[J].Surface & Coatings Technology,2015:154-162.
[15] Ye, Yuwei;Wang, Yongxin;Chen, Hao;Li, Jinlong;Zhou, Shengguo;Xue, Qunji.Influences of bias voltage on the microstructures and tribological performances of Cr-C-N coatings in seawater[J].Surface & Coatings Technology,2015:305-313.
[16] 储开宇.绿色高速干式切削技术的研究内容及其发展[J].工具技术,2008(08):6-10.
[17] 贾晓鸣;王宝中;冯喜京.绿色切削加工技术分析[J].润滑与密封,2002(6):83-85.
[18] 李沛;谷文翠;钟庆东;贾丛丛;黄峰.偏压对磁控溅射制备Ni掺杂TiB2基涂层结构及力学性能的影响[J].真空科学与技术学报,2015(5):594-600.
[19] Kutschej K;Rashkova B;Shen J;Edwards D;Mitterer C;Dehm G.Experimental studies on epitaxially grown TiN and VN films[J].Thin Solid Films: An International Journal on the Science and Technology of Thin and Thick Films,20072/4(2/4):369-373.
[20] Y.W. Bao;W. Wang;Y.C. Zhou.Investigation of the relationship between elastic modulus and hardness based on depth-sensing indentation measurements[J].Acta materialia,200418(18):5397-5404.
[21] Musil J.;Kunc F.;Zeman H.;Polakova H..Relationships between hardness, Young's modulus and elastic recovery in hard nanocomposite coatings[J].Surface & Coatings Technology,20022/3(2/3):304-313.
[22] 郭峰;王永欣;薛群基;王立平.偏压对CrN涂层结构与海水环境摩擦学行为的影响[J].摩擦学学报,2014(6):608-616.
[23] Shuan Liu;Huyuan Sun;Lijuan Sun;Huiji Fan.Effects of pH and Cl~- concentration on corrosion behavior of the galvanized steel in simulated rust layer solution[J].Corrosion Science: The Journal on Environmental Degradation of Materials and its Control,2012Dec.(Dec.):520-527.
[24] 刘栓;孙虎元;孙立娟;张宁;陈建敏.Galvalume镀层钢在青岛海域海水中的耐蚀性能[J].材料工程,2015(3):42-47.

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