Ti0.33Al0.67N复合梯度膜层的高温抗氧化性能.pdfVIP

NONFERR0USMETALS ENGlNEERING doi：10．3969~．issn．2095—1744．2013．01．001 Ti0．33Alo．67N复合梯度膜层的高温抗氧化性能 豳 张会霞 战宏伟 1．淮海工学院机械工程学院 江苏连云港 222005 2．江苏绿源工程设计研究有限公司 江苏连云港 222000 摘要 研究梯度T A1N膜层与其他膜层的高温抗氧化性能结果表明4,0Cr基体在300℃时已出现明显氧化。 TiN膜层在500℃左右时开始出现氧化现象导致膜层硬度膜基结合力等性能显著下降dj茔800℃的氧化环境中， 梯度Ti0_3，A1N膜层性能最佳，TiN膜层出现明显氧化现象，40Cr基体氧化现象十分严重。梯度T ，AlN 膜层的高温抗氧化性能比40Cr基体和TiN膜层优异，涂层适合应用于高温环境。 关键词：材料科学与工程；复合梯度膜层；抗氧化性能；Ti。粥A1N 中图分类号：TG174．44；TG146．21 文献标志码：A 文章编号：2095-1744(2013)01—0018—03 齿轮由于其运动状况复杂，常受断齿、破坏性点蚀和 膜的40Cr基体3种试样称重后放人马弗炉中，加热到不 破坏性齿面胶合 等损伤，从而导致使用寿命缩短。齿 同的氧化温度下保温 1h，空冷至室温后取出称重，通过 轮在运行过程中，啮合齿面之间既有滚动摩擦又有滑动摩 增重率分析膜层的氧化情况。第二组，在第一组的基础上， 擦，这就要求齿轮表面有较高的硬度及耐磨性。虽然大气 设定温度 (800℃)，在炉内保温2h，空冷至室温后取出称 环境下未镀膜、镀TiN膜及镀T A1N复合膜的腐蚀 重。观察试样表面形貌，分析Ti0l3，AlN膜层组织成分的 能相近，但由于齿轮工作过程中表面摩擦产生的高温导致 变化。 表面易氧化，要求齿轮表面具有较高的抗氧化性能[7-8]。梯 度T ，Al。N复合膜层的形貌、硬度都优于未镀膜40Cr 2 试验结果及分析 基体和TiN膜层，梯度T ，A1。N复合膜层的膜基结合 2．1 不同温度下试样的抗氧化性能 力也大于TiN膜层。因而，采用表面强化技术获得具有高 取形状、尺寸与膜厚均相同的梯度T A1。N膜 硬度、良好耐磨性能的陶瓷膜层的方法得到广泛应用9[-12]。 层、TiN膜层试样和未渗氮镀膜的40Cr基体3种试样称重 TiA1N／TiN薄膜具有很高的热稳定性和高温抗氧化性能， 后放人马弗炉中，在马弗炉内加热到300℃烘干水分至．叵 同时具有高的硬度和耐磨损性能，是一种理想的适合高温 重，称取初始重量。之后进行800℃空气气氛保温2h取出， 环境的超硬耐磨材料。 在空气中冷却至室温，不同温度条件下，三种试件的形貌 1 实验方法 对比如图1和图2所示。 试样尺寸制成外径为54mm，内径为38mm，高为 基金项目：江苏省海洋资源开发研究院2011年度开放基金项目 10mm的圆环试件。摩擦工作面的粗糙度 为0．4gm，其 (JSIMR11C27) 他面粗糙度 为0．8gm。膜层抗氧化性考察分为两组进 收稿 日期：2012-06—16 作者简介：张会霞(1975一)，女，江苏连云港市人，讲师，硕士， 行。第一组，将梯度T A1N膜层、TiN膜层和未渗氮镀 主要从事机械设计和摩擦学等方面的研究。 18 工程技术 EngineeringTe