【毕业论文】Cr-W-N的微观结构及摩擦磨损性能的研究.docVIP

PAGE 江苏科技大学 本 科 毕 业 论 文 学 院 材料科学与工程学院 专 业 金属材料工程 学生姓名 班级学号 0940602215 指导教师 教授 二零壹叁年陆月 PAGE 12 江苏科技大学本科毕业论文 Cr-W-N的微观结构及摩擦磨损性能的研究 Study on the microscopic structure and the friction and wear properties of Cr-W-N 摘要 近年来，随着现代工业的高速发展和科技的进步，纳米薄膜涂层材料的高硬度，良好的耐磨损性能，低摩擦系数，化学惰性和高温稳定性等优异的性能特点已经吸引了世界各地研究人员为此做出巨大的努力。在人们的不断努力和探索以后，研究发现过渡族金属氮化物纳米复合膜和多层膜刚好具备这些优良的综合性能，能显著改善切削工具的切削性能和模具的耐磨性能，延长其使用寿命等良好的性能。因此，在现代化工业生产中具有广泛的应用前景。以此为研究背景，为了进一步改善薄膜的摩擦学性能，本文采用PVD直流磁控溅射（JGP-450 多靶磁控溅射仪）技术制备Cr-W-N薄膜，并采用x射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)对薄膜的微观结构、表面形貌及化学成分进行了分析，纳米压痕仪（CSM纳米压痕测试仪）、高温摩擦磨损测试仪(UMT-2)等对薄膜的力学性能和在常温下的摩擦磨损性能等性能进行表征。并研究了不同Ar：N2含量比（10:1,10:4,10:7，10:10）和不同W含量对于薄膜的微结构、力学状况及摩擦学性能的影响，以寻求最佳的薄膜制备工艺。 研究结果表明：Cr-W-N薄膜中同时存在CrN和W2N两相，不同Ar:N2比制备的Cr-W-N薄膜都为多晶结构。在Cr：N含量比为10:1,10:4,10:7，10:10中，它们的硬度平均值都维持在29左右，在常温下的摩擦磨损系数都维持在0.58左右。相比较而言，Ar：N2含量比为10:10的Cr-W-N薄膜的硬度叫高些，且摩擦系数较低些，在四组比量中为最优。在Ar：N2含量比为10:1,10:4,10:7，10:10中，Cr-W-N薄膜的硬度越来越高，摩擦系数却越来越低。 关键词：直流磁控溅射，金属氮化物，纳米复合膜，摩擦磨损。 ABSTRACT In recent years, with the rapid development of modern industry and the advancement of technology, nano-thin film coating materials with high hardness, good wear resistance, low friction coefficient, chemical inertness and high temperature stability and excellent performance characteristics have attracted the world Researchers around a tremendous effort. After the continuous efforts of the people and explore, the study found that the transition metal nitride nanocomposite films and multilayer films just have excellent overall performance, can significantly improve the cutting tool cutting performance and wear resistance of the mold, extending its life and other good performance. Thus, in modern industrial production has broad application prospects. As a research background, in order to further improve the tribological properties of the film, paper, PV