[01529946]工具钢表面高性能新涂层材料的制备与产业化

将PVD技术中空心阴极离子镀与多弧离子镀两种不同方法相结合,在高速钢表面沉积了（Ti,Al） N涂层。研究了空心阴极离子束辅助多弧离子镀沉积时,对沉积层质量和性能的影响,结果表明：由于空心阴极离子束的“溅射”和“轰击”辅助作用,在制备“清洁表面”的同时,还能够形成“混合界面”;提高基体温度,利于新相的形成;细化了沉积粒子,减轻了“大颗粒”的影响,提高了膜-基结合力与涂层表面光洁度,减小了摩擦系数。通过对靶材成分比例与沉积层质量性能间相关性的研究,弄清了沉积层中物相组成与靶材成分比例的关系,确定了靶材中Ti/Al为50/50时,沉积层中形成以Ti1-xAlxN为主的非平衡相,涂层综合性能最佳;在检测分析沉积层中残余应力性质和大小的基础上,确定了通过控制沉积条件和参数控制残余应力的具体措施;通过对沉积工艺条件和参数与沉积层质量关系的研究,优化组合了获得良好质量和性能沉积层所需工艺条件和参数。 主要技术指标：涂层平均硬度值为38GPa（3800Hv）、与基体间结合力为54N、表面粗糙度为0.3064,摩擦系数0.54,抗氧化温度800℃。与未涂覆涂层的高速钢或硬质合金刀具相比较,使用寿命提高4～5倍。