Si和Y掺杂对(Ti,Al)N涂层结构和性能的影响

金属学报, 2012, 48(1): 99-106. doi: 10.3724/SP.J.1037.2011.00292

Si和Y掺杂对(Ti,Al)N涂层结构和性能的影响

范永中 ^1, , 张淑娟 ^2, , 涂金伟 ^3, , 孙霞 ^4, , 刘芳 ^5, , 李明升 ^6,

1.江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室,南昌,330013

2.江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室,南昌,330013

3.江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室,南昌,330013

4.江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室,南昌,330013

5.江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室,南昌,330013

6.江西科技师范学院江西省材料表面工程重点实验室,南昌,330013

关键词：磁控溅射 , (Ti,Al)N , Si和Y掺杂 , 抗氧化性能 , 硬度 , 结合力

INFLUENCE OF DOPING WITH Si AND Y ON STRUCTURE AND PROPERTIES OF (Ti, Al)N COATING

分别在未施加偏压和施加-100V偏压条件下,利用磁控溅射技术在压气机叶片用1Cr11Ni2W2MoV热强不锈钢基体上沉积了Ti0.3Al0.7N和Ti0.3gAl0.55Si0.05Y0.01N硬质涂层.实验结果表明,施加偏压及Si和Y掺杂明显改变了涂层的相结构,提高了涂层致密度,施加-100 V偏压且添加Si和Y的涂层为非晶结构,表面更加均匀致密.950℃氧化实验表明:Ti0.39Al0.55Si0.05Y0.01N涂层表面形成极薄且致密的Al2O3保护性氧化膜,大大降低了氧化速率.施加-100 V偏压的(Ti,Al)N和(Ti,Al,Si,Y)N沉积态涂层与未施加偏压的相应涂层相比,硬度均降低,尤其是(Ti,Al,Si,Y)N涂层变化显著.经950℃热处理,施加偏压的(Ti,Al,Si,Y)N涂层硬度略有降低,这是由于形成了硬度较低的B4相,而未施加偏压的(Ti,Al,Si,Y)N涂层硬度显著提高,这归因于Bl相固溶体的分解.划痕测试结果表明,在实验载荷(50 N)下,所有涂层均未出现连续性的剥落.

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