不同厚度TiN和TiAlN涂层残留应力分析.pdfVIP

模具工业 2011年第37卷笫11期 一 邕 一一模具 一～ 一制 一不同厚度TiN和TiA1N涂层残留应力分析 ～造 一 王海洋，曹传亮，张祥林，肖祥芷 一技 一 (华中科技大学 材料成形与模具技术国家重点实验室，湖北 武汉 430074) h 一术 一 摘要：TiN和TiA1N涂层常应用于精冲模，采用XRD技术分析了不同厚度TiN和TiA1N涂层的相变化，并 采用Sin 法测量了TiN涂层和基体以及TiA1N基体的残留应力，应用显微硬度计测量了涂层的显微硬 度 。结果表明：TiN涂层(1l1)和(222)晶面存在明显择优取向，涂层残留应力分布在一2347～一1920 MPa，基体残留应力分布在一154．9～一69．21MPa，均随厚度增加而减小；TiA1N涂层主要相成分为 Al，N，且 (107)晶面存在择优取向，基体残留应力分布在一123．7～469．5MPa，主要呈拉应力状态，且随 厚度增加而增大，对模具寿命有较大影响；TiN和TiA1N涂层显微硬度随厚度增加而增大。 关键词：TiN；TiAIN；XRD；残留应力；涂层厚度；精冲模 中图分类号：TG704 文献标识码：B 文章编号：1001—2168(2011)11-0064—06 Analysis0n residualstressOfvariOUSthicknessofTiAIN and TiN coatings WANG Hai—yang，CAO Chuan—liang，ZHANG Xiang-Un，XIAO xiang—zhi (StateKeyLaboratoryofMaterialsProcessingandDie＆MouldTechnology．Huazhong UniversityofScienceandTechnoloyg，Wuhna，Hubei430074，China) Abstract：TiN na d N coatingsare often used ni fmeblanking dies．Thephasevariation OfTiN and N coatingsWas analyzed by XRD ni this research．The residual stress of TiN coatingandsubstratenad N substrateWas measuredusing sni2, method．nadhte microhardness ofhte coating Was measur ed by microhradness tester．The results show htat：htereisobvious preferredorientationni htecrystalsurfaceof，IiN coating (111)nad (222)，hteresidualstress of，IiN coatingrnagesfrom 一2347MPato一1920MPa，nadhtatofthe substraterfom 一154．9MPat0—69．2lM a．boht ofwhich decreas ewiht hte increase ofcoatnig thickness．The main phase composition of AlN coating is 3Al3N2na d htere ispreferred orientation in htecrystalsurfaceof (107)．，Iheresidual stress ofhte substrate isbe- tween 一123．7MPato469．5MPa，mainly ni tensile stress state，which has a large influence on hte die life na d nicreasesalong with 功e coating thickness e m