金属学报

作者：刘艳梅, 王铁钢, 郭玉垚, 柯培玲, 蒙德强, 张纪福

单位：1 天津职业技术师范大学天津市高速切削与精密加工重点实验室 天津 300222；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 宁波 315201

关键词：涂层强化,磁控溅射,Ti-B-N涂层,靶材溅射功率,纳米硬度,

基金：国家自然科学基金项目(51301181);国家自然科学基金项目(51875555);天津市科技重大专项项目(18ZXJMTG00050);天津市自然科学基金项目(19JCYBJC17100)

利用脉冲直流磁控溅射技术研制Ti-B-N涂层，通过降低反应气体N2流量，减少涂层中a-BN (a代表非晶)软质相的含量，增大TiB2靶溅射功率，提高硬质相TiB2的含量，形成nc-(Ti2N, TiB2)/a-BN (nc代表纳米晶)纳米复合结构，实现涂层增韧和强化。系统研究了TiB2靶溅射功率对Ti-B-N涂层成分、微观结构和性能的影响，利用EDS、HRTEM、SEM、XRD、纳米压痕仪和划痕测试仪对涂层进行表征和测试，利用球-盘式摩擦磨损试验机测试涂层摩擦学性能。结果表明，随着TiB2靶溅射功率增加，Ti-B-N涂层结构逐渐由nc-Ti2N/a-BN演变成hcp-TiB2/a-BN；Ti-B-N涂层的纳米硬度也逐渐增加，当TiB2靶溅射功率为2.4 kW时，涂层硬度最高，约为33.8 GPa；此时Ti-B-N涂层的摩擦系数和磨损率也最低，分别为0.55和2.1×10-4 μm3/(N·μm)，涂层耐磨性能最佳。

来源：2020年第11期

《金属学报》期刊编辑部

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