電弧離子鍍nc-MeN-α-Cu納米復合超硬薄膜研究.pdf

1、滲氮38CrMoAl鋼具備良好的韌性、耐磨性和一定的硬度，是最常用的構件用鋼，廣泛應用于機械、汽車、航空等行業(yè)。但是，隨著工業(yè)技術的快速發(fā)展，越來越多的工況顯示38CrMoAl鋼經簡單的滲氮處理后已經不能完全滿足使用需求，需要對其表面進行進一步的強化改性處理。氮化物陶瓷/軟相納米復合薄膜作為最新的超硬薄膜材料，具備很好的硬度、韌性和較好的耐磨性。
　　本文在中航工業(yè)產學研聯(lián)合攻關項目《38CrMoAl鋼表面載能束復合改性技術研究》

2、資助下，利用電弧離子鍍技術在38CrMoAl鋼表面制備nc-MeN/α-Cu氮化物陶瓷/軟相納米復合薄膜對滲氮38CrMoAl鋼進行了表面改性處理，以滿足項目所需要的性能要求，并對薄膜的硬化機制進行了探討。首先，采用電弧離子鍍設備在滲氮后的38CrMoAl基體上制備了一系列不同Cu含量的nc-TiN/α-Cu薄膜，并對薄膜的性能進行了分析。結果表明，6組nc-TiN/α-Cu薄膜均致密平整，厚度約為0.8μm，相結構由納米晶的TiN和非

3、晶的Cu構成。硬度隨著Cu含量的增加，先增大后減小，在Cu含量為1.28 at.％時，該薄膜的硬度達到了44.0 GPa，膜基結合力可達到70 N，耐磨性良好，摩擦系數(shù)與純TiN薄膜相當。該薄膜硬度和耐磨性完全能滿足構件的性能要求。最后對薄膜的硬度變化規(guī)律進行了討論。其次，基于拓寬滲氮38CrMoAl鋼表面改性膜系的選擇和獲得更好的納米復合薄膜的目的，本論文又制備了了一系列不同Cu含量的nc-CrN/α-Cu薄膜，并對薄膜的性能進行了分