Suhu tinggi geseran dan Haus tingkah laku yang lapisan AlCrN yang disediakan oleh teknologi lapisan Ion Arc Sdn

AlCrN lapisan yang telah disediakan di permukaan TiC seramik memotong alat melalui kaedah lapisan ion Sdn. Kelakuan yang kehausan dan geseran lapisan di bawah beban yang berlainan pada 900° C telah disiasat oleh kaedah perhubungan bola/kapal terbang. Profil kesan haus dan morfologi mikroskopik telah dicerap menerusi imbasan microscopy elektron. Perubahan unsur-unsur kimia dan fasa di permukaan lapisan selepas dianalisis oleh Spektroskopi maka tenaga dan belauan sinar-x. Keputusan menunjukkan bahawa selepas pengoksidaan pada 900° C, Semua unsur-unsur N di lapisan dikeluarkan kepada bentuk oksida Al dan Cr, yang meningkatkan pelincir dalam dan memakai sifat-sifat. Pekali geseran purata lapisan ialah 0.1455, 0.3939, dan 0.4188 di bawah beban 600, 800 dan 1000 g. Ia menunjukkan sifat-sifat cemerlang geseran apabila dimuatkan dengan 600g dan ianya sesuai untuk precision machining. Pada suhu tinggi, lapisan AlCrN mempamerkan Haus oksidatif, disertai oleh sejumlah kecil pelelas Haus dan memakai pelekat.

Dengan pembangunan memotong kering yang berkelajuan tinggi, kepersisan tinggi dan cekap, teknologi salutan permukaan adalah cara utama berkesan meningkatkan prestasi alat. Lapisan CrN mempunyai kelebihan kekerasan yang tinggi, tinggi memakai rintangan dan faktor geseran yang rendah. Ia digunakan secara meluas dalam pengubahsuaian alat permukaan. Bagaimanapun, suhu kerja salutan CrN adalah hanya 650° C, yang tidak sesuai untuk pemesinan suhu tinggi. Kristal CrN tersebut merupakan struktur padu berpusatkan muka. Selepas menambah Al atom, beberapa atom TK masuk CrN digantikan dan atom Al dibubarkan Kristal CrN. Kemudian struktur hablur CrN perubahan daripada berpusatkan muka kepada struktur hexagon, dan yang microstructure, sifat-sifat mekanikal dan sifat-sifat memakai terjejas dengan ketara.

Dua jenis kompak oksida Cr2O3 dan Al2O3 dibentuk di dalam suhu yang tinggi untuk meningkatkan kestabilan haba, suhu anti-pengoksidaan ia boleh sampai ke 900 ° C, dan ia masih boleh mengekalkan suhu tinggi pengoksidaan, kekerasan yang tinggi, rintangan Haus tinggi rintangan dan lekatan kepada substrat untuk prestasi yang baik, kita percaya bahawa ia adalah sesuai untuk pemotongan kering cekap gear cincin yang sangat besar. Pengarang menggunakan katod arc ion salutan kaedah untuk menyediakan AlCrN lapisan atas permukaan TiC cermets dan menganalisis dengan geseran dan memakai kelakuan di 900° C, rujukan teknikal bagi yang cekap machining gear cincin yang Super besar.

Kaedah ujian

Bahan asas adalah alat pemotongan seramik berasaskan TiC, yang dibuat oleh berikut skala nanometer TiN dicampurkan dengan TiC bersaiz mikro, mana fasa sukar TiC dan TiN, dan pelekat Ni. Komposisi kimia (nisbah jisim) adalah Ti51.26%, W19.55%, C12.92%, Ni7.63%, Co8.64%. Selepas sektor penyahgris dan sandblasting, sampel ultrasonically telah dibersihkan dengan penyelesaian acetone dan dehidrasi dengan etanol yang kontang. Selepas pengeringan di dalam suhu ketuhar, ia adalah bersalut pada mesin salutan PVT. Menggunakan kesucian 99.99% Cr dan Al sebagai sasaran, parameter salutan: vakum Ijazah Pa 3 × 10-3, Relau suhu 500° C, tindak balas gas N2, lapisan masa minimum 120 N2 menggunakan gas sebagai perlindungan, selepas annealing pada 180 ° C selama 2 jam, menggunakan acetone dalam jenis KQ2200DE NC ultrasonik, membersih dan pembersihan kemudian ultrasonik dengan deionized air, dan akhirnya dikeringkan dengan pengering untuk mendapatkan sampel dikehendaki rambut. Ciri-ciri geseran-memakai lapisan AlCrN pada 900° C telah disiasat oleh sebuah HT-1000 suhu tinggi kehausan dan geseran tester. Parameter ujian: memuatkan 600, 800 dan 1000g masing-masing, suhu adalah 900° C dan ia adalah diselaraskan oleh pengawal suhu 30-peringkat boleh atur cara. Ketepatan adalah 0.2%FS (skala penuh), bebola seramik digunakan untuk abrading bahagian dan geseran adalah 3mm, kelajuan putaran adalah 1000r/min. Selepas ujian Haus, morfologi permukaan lapisan sebelum dan selepas memakai suhu tinggi diperhatikan dengan sebuah SUPRA55 mikroskop elektron pengimbas. Komposisi kimia dan fasa perubahan lapisan sebelum dan selepas memakai suhu tinggi dianalisis oleh sebuah mikroskop elektron pengimbas (EDS) dan instrumen belauan sinar-x (XRD) D/max2500PC yang mengkaji mekanisme kegagalan memakai lapisan AlCrN di bawah suhu yang tinggi.

Analisis dan perbincangan keputusan

Rajah 1(a) menunjukkan morfologi permukaan lapisan AlCrN pada suhu bilik. Zarah-zarah di permukaan adalah agak kecil. Sebabnya ialah bahawa penukleusan salutan dan hasil sputtering Al sasaran peningkatan kadar kenaikan itu. Permukaan lapisan agak licin, dan terdapat banyak lubang-lubang saiz pelbagai, yang disebabkan oleh kesan sputtering belakang salutan permukaan disebabkan oleh pengeboman ion. Dan sehingga ke tahap tertentu, roughness permukaan lapisan dikurangkan. Pecahan jisim unsur kimia salutan AlCrN: Al36.72%, Cr36.11%, N27.18%; Atom pecahan: Al34.06%, Cr17.38%, N48.56%, seperti yang ditunjukkan dalam Rajah 1 (b) di bawah. AlCrN salutan komposisi adalah Al, TK dan N tiga elemen, nisbah bilangan atom berdekatan dengan 2:1:3, dan itu menunjukkan bahawa lapisan terutamanya terdiri daripada nitrides Al dan Cr, yang berfaedah untuk memperbaiki ketahanan kekerasan dan pengoksidaan lapisan.

Morfologi permukaan Fig.1 dan analisis EDS salutan AlCrN

Kesimpulan

(1) selepas pengoksidaan pada 900° C, Semua unsur-unsur N di lapisan dikeluarkan dan Al2O3 dan Cr2O3 akan terbentuk pada permukaan. Antaranya, oksida Al2O3 mempunyai kesan mengurangkan geseran dalam proses Haus. Cr2O3 meningkatkan sifat kekerasan dan memakai lapisan lapisan.

(2) di bawah tindakan 600, 800 dan 1000 g beban, geseran purata pekali lapisan adalah 0.1455, 0.3939, dan 0.4188 masing-masing. Antaranya, ciri-ciri cemerlang geseran akan dipamerkan di bawah beban 600g, yang amat sesuai untuk precision machining.

(3) dalam proses geseran pada 900° C, sejumlah besar oksida dihasilkan dalam parut memakai lapisan, yang disebabkan oleh penyebaran atom matrix pada suhu yang tinggi, dan ia dicirikan oleh pengoksidaan Haus, diikuti oleh sejumlah kecil memakai pelelas untuk d memakai pelekat.