【高强韧PVD硬质防护及功能涂层】天津职业技术师范大学王铁钢教授团队：Mo含量对AlCrMoSiN涂层微观结构和性能的影响

2025-02-26 14:30:53 作者：表面云社区来源：表面云社区分享至：

第一作者：张冬青

通信作者：王铁钢教授

第一作者单位：天津职业技术师范大学

DOI：10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2025.01.003

基金项目:中央引导地方科技发展资金(24ZYCGCG00520);天津市自然科学基金项目(22JCZDJC00670, 22JCYBJC01600)

高速切削和干切削工艺凭借其高效节能的优势，成为了行业内的关注热点。然而，这些先进工艺对切削刀具的性能提出了更为苛刻的要求，特别是在耐磨性能与耐热性能方面面临着前所未有的挑战。为了应对这些挑战，在刀具表面涂覆一层高性能的防护涂层是一种极为经济有效的措施。刀具涂层不仅能够抵抗高温和磨损，还可以降低刀具与工件之间的摩擦，增加刀具的使用寿命，从而提高切削效率与加工质量。

近年来，研究者们对硬质涂层的摩擦学性能的优化展开了系列研究。基于上述研究成果，将适量的Mo元素引入AlCrSiN涂层中，有望通过Mo原子与氮化物晶格中金属原子的置换作用，产生晶格畸变并强化晶界，进而提升涂层的性能。同时，Mo元素在高温下具有易氧化的特性，在摩擦过程中能形成低剪切模量的MoO₃润滑膜，将有效提升涂层的耐磨损性能。然而，当Mo元素的含量过高时，会严重降低涂层的力学性能，涂层在使用过程中易发生破裂或剥落现象。相反，Mo含量过低时，则减摩效果不明显。因此，关于Mo含量对AlCrSiN涂层性能的具体影响机制还有待进一步研究。

本文采用高功率脉冲磁控溅射与脉冲直流磁控溅射复合技术，通过精确调控CrMo靶的功率，制备了一系列不同Mo含量的AlCrMoSiN涂层。探究了Mo含量对涂层微观结构、力学性能及摩擦学行为的影响，深入分析了涂层的强化机理和摩擦磨损失效形式，旨在为难加工材料的高速干切削提供有力的技术支持和理论依据。

【关键词】AlCrMoSiN涂层；高功率脉冲磁控溅射；脉冲直流磁控溅射；Mo含量；力学性能；摩擦学行为

图文导读

引用本文

张冬青, 刘艳梅, 王子铭, 等. Mo 含量对 AlCrMoSiN 涂层微观结构和性能的影响[J]. 表面技术, 2025, 54(1): 32-41.

ZHANG Dongqing, LIU Yanmei, WANG Ziming, et al. Effects of Mo Content on Microstructure and Properties of AlCrMoSiN Coatings[J]. Surface Technology, 2025, 54(1): 32-41.

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