Las propiedades y la composición de TiAlN

- May 15, 2018-



1. La composición de recubrimiento y la microestructura de TiAlN


Como los átomos de Al y Ti tienen un radio atómico de tamaño similar, los átomos de Al pueden reemplazarse por átomos de Ti en el recubrimiento binario TiN para formar un nuevo tipo de recubrimiento compuesto ternario (Ti, Al) N con estructura cúbica centrada en la cara. Al hace que el enrejado de TiN se distorsione, el número de límites de grano aumenta en consecuencia, y el deslizamiento relativo entre los cristales se vuelve más difícil, por lo que la dureza del recubrimiento aumenta aún más.


Zhu Xinfa y otros use la composición del elemento del revestimiento de TiAlN preparado por tecnología de arco catódico (como se muestra en la Tabla 1). La composición de los elementos revestidos en la Tabla 1 muestra que la relación del elemento Ti con respecto al elemento Al es cercana a 1: 1, y además confirma que el Al en el revestimiento está en forma de sustitución de Ti, formando un compuesto de TiN similar a AlN.


Tab 1 composición de revestimiento TiAlN


Composición elemental

Ti

Alabama

norte

Contenido / (%)

23.15

27.41

49.44


La adición de elementos Al no solo desempeña el papel de fortalecimiento de la solución sólida, sino que también la constante reticular se vuelve más pequeña, lo que hace que la superficie del recubrimiento TiAlN preparado sea denso y liso. La figura 1 es la topografía de la superficie y la imagen de la sección transversal del recubrimiento de TiAlN preparado sobre el sustrato de carburo cementado WC-CO mediante tecnología de arco catódico.


Fig. 1 La topografía de la superficie y la imagen transversal del revestimiento TiAlN


blob.pngblob.png


2. Propiedades del recubrimiento TiAlN


El recubrimiento compuesto ternario TiAlN se basa en la adición de elemento Al al revestimiento de TiN para la aleación, mejorando así la dureza, la resistencia al desgaste y la estabilidad a altas temperaturas del revestimiento, y los métodos para mejorar las otras propiedades del recubrimiento. La dureza del revestimiento de TiN preparado por tecnología de arco catódico es de aproximadamente 23 GPa. Sin embargo, con el aumento de la composición elemental de Al en el recubrimiento de TiAlN, la dureza del recubrimiento aumenta primero y luego disminuye. Esto se debe a la diferencia en la proporción de elementos Ti y Al en el recubrimiento. La diferencia en el contenido de Ti y Al en el recubrimiento preparado por el objetivo Ti y el objetivo Al causa que la dureza del recubrimiento sea diferente (como se muestra en la Tabla 2).


blob.png


El revestimiento tradicional de TiN tiene poca resistencia a la oxidación a alta temperatura y usa resistencia. Sin embargo, el recubrimiento de TiAlN preparado por tecnología de arco catódico puede lograr una temperatura de oxidación a alta temperatura de 900 ° C, que se mejora mucho en comparación con los 550 ° C de recubrimiento de TiN. Como el elemento Al en el revestimiento reacciona con el elemento O en el aire en condiciones de alta temperatura y forma una fase de Al 2 O 3 densa, lo que dificulta la oxidación interna.


Además de las propiedades anteriores, el recubrimiento TiAlN tiene buena resistencia a la corrosión. El sustrato de recubrimiento TiAlN se sumergió en la solución ácida y la solución de sal para la prueba de corrosión. La observación bajo el microscopio electrónico de barrido (SEM) reveló que el estado de la superficie del sustrato de recubrimiento era bueno y que no había pelado de corrosión obvio.