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文檔簡介
1、浙江大學博士學位論文物理氣相沉積TiN復合涂層的制備和高溫性能研究姓名:胡樹兵申請學位級別:博士專業(yè):材料加工指導教師:李志章2000.5.1墊矍—』些絲墅墅些于過渡層的存在提高了硬化層深度,延長了裂紋擴展路徑。劃痕法試驗研究表明影響涂層臨界載荷Lc因素有基體硬度、粗糙度、涂層厚度及基體材料等。比較不同涂層間的結(jié)合力,應保持這些因素相同。試驗發(fā)現(xiàn)TiN復合涂層滑動磨損耐磨性以CoWTiN復層為最佳,其次以Ni—WTiN復層、離子氮化Ti
2、N復層和NiPTiN復層順序下降,但都比TiN單層更耐磨。復合涂層的滑動磨損機理:以磨粒磨損為主,并有少量的疲勞剝落。首次提出了過渡層Ni—w和CoW的微觀磨損機理模型。對TiN單層及復層的滑動磨損率與載荷的關系研究表明:從490N提高到980N時,涂層磨損加劇,而從980N到1470N時,磨損率反而降低;機理研究發(fā)現(xiàn)980N以前,是以磨粒磨損為主,而1470N時轉(zhuǎn)以氧化磨損為主。首次研究了TiN復合涂層的高溫氧化特性,試驗發(fā)現(xiàn):化學鍍
3、Ni—P層具有優(yōu)異的抗氧化性,機理研究表明,Ni—P層在高溫保持時,其外層生成了完整致密的的NiO膜,阻礙了氧向涂層內(nèi)擴散,同時與基體靠近的一側(cè)一層近似純Ni層阻礙了基體中Fe、Cr、w等元素向涂層里擴散。在四種復合涂層中NiPTiN復層具有最低的氧化速率,NiWTiN復層也有很低的氧化速率,這兩種復層能在600~700。C高溫下勝任工作。首次研究了TiN復合涂層在500~7000C間的高溫滑動磨損特性。發(fā)現(xiàn)NiWTiN復層、CoWTi
4、N復層、以及離子氮化TiN復層的高溫耐磨性優(yōu)于TiN單層及過渡層。對過渡層磨損中的組織結(jié)構(gòu)研究表明,Niw和CoW層繼續(xù)析出中間相強化、硬度進一步提高,給予了頂層TiN有力的支撐。而Ni—PTiN復層的耐磨性反而稍低于TiN單層,就在于Ni,P顆粒發(fā)生了明顯的粗化,降低了過渡層支撐作用。復合涂層的高溫磨損機制研究發(fā)現(xiàn):5000C時以磨粒磨損為主,粘著轉(zhuǎn)移層磨損為輔;600~7000C時,粘著轉(zhuǎn)移層磨損逐漸轉(zhuǎn)為主導磨損機制。首次采用一次擺
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