Influencia del voltaje de polarización de pulso en la composición y estructura de las películas delgadas de TiAlN con recubrimiento de iones multiac arco

- Apr 21, 2018-


Las películas delgadas de TiAlN se depositaron sobre sustratos de acero de alta velocidad mediante un revestimiento de iones de múltiples arcos. Con el aumento del pico de polarización, las partículas grandes en la superficie disminuyen gradualmente, la compacidad se vuelve gradualmente mejor y la dureza de las películas aumenta. Los parámetros de deposición tienen un efecto sobre la composición de las películas. El valor máximo del sesgo tiene un efecto significativo sobre el contenido de Al en las películas, mientras que la relación de trabajo afecta principalmente al contenido de Ti.


Como la primera generación de materiales de película dura, el TiN se ha utilizado ampliamente en la producción de herramientas de corte debido a su alta dureza, bajo coeficiente de fricción y buena conductividad y conductividad térmica. Sin embargo, con la creciente demanda de materiales de película delgada, TiN no puede cumplir los requisitos de alta temperatura, corte a alta velocidad, herramientas de corte en seco, matrices y otros campos de procesamiento mecánico debido a la escasa resistencia a la oxidación a altas temperaturas.


La película delgada TiAlN es un nuevo tipo de revestimiento de película delgada multicomponente desarrollado sobre la base de TiN. El elemento Al se agrega al TiN para formar una película de TiAlN, y el elemento Al es fácil de formar alúmina a alta temperatura, lo que puede mejorar efectivamente la resistencia a la oxidación a alta temperatura de la película. Las películas TiAlN tienen excelentes propiedades tales como alta dureza, alta temperatura de oxidación, buena dureza térmica, fuerte adhesión, bajo coeficiente de fricción y baja conductividad térmica, etc. Por lo tanto, TiAlN se considera un nuevo material de recubrimiento más prometedor que TiN y es ampliamente usado en varios campos


La película fina de TiAlN se depositó mediante recubrimiento de iones multiac arco. Se investigó el efecto del sesgo de pulso y la relación de trabajo en la microestructura de la película delgada de TiAlN. Se pueden sacar las siguientes conclusiones:


(1) Con el aumento de la desviación del pulso y la relación de trabajo, las partículas más grandes en la superficie se reducen significativamente y la morfología de la superficie es mejor.


(2) El pico del voltaje de polarización aumenta y la velocidad de deposición se hace más pequeña. Cuando se incrementa la relación de trabajo, la tasa de deposición aumenta primero y luego disminuye. En una relación de trabajo del 40%, la tasa de deposición es el máximo.


(3) El porcentaje atómico de Al se ve afectado principalmente por el valor máximo del sesgo de pulso y disminuye al aumentar el voltaje de polarización; el porcentaje atómico de Ti se ve afectado principalmente por la relación de trabajo y disminuye con el aumento de la relación de trabajo.


(4) Con el aumento del sesgo de pulso, la dureza de la película aumenta primero y luego disminuye, y con el aumento de la relación de trabajo, la dureza de la película aumenta primero y luego disminuye, y hay cambios obvios en la dureza de la película .