摘要TiAlN薄膜具有高硬度、高氧化温度、热硬性较好、强附着力、摩擦系数小以及导热率低等优良特性。由于多弧离子镀的沉积效率高，所以其成为制备TiAlN薄膜最常用的方法。本论文选题的目的是通过已确定沉积参数的多弧离子镀TiAlN薄膜来研究其力学、电化学以及摩擦磨损等性能，包括利用球磨仪、扫描电子显微镜（SEM）、纳米压痕仪、电化学工作站、摩擦磨损试验机等分析设备对涂层的形貌、粗糙度、结构性能、耐蚀性能进行分析。并且，在此基础上，对渗氮基体上所沉积镀层进行相同条件下的测试分析，观察渗氮工艺对TiAlN镀层性能的影响。结果表明，渗氮工艺对薄膜的膜基附着力有较大的提升，在电化学方面，渗氮工艺并未对TiAlN薄膜的耐蚀性能有所提升，对于其摩擦磨损性能，渗氮工艺可以提高TiAlN薄膜的抗磨损性。86498

毕业论文关键字：镀膜;多弧离子镀;TiAlN;摩擦磨损;电化学

Abstract The TiAlN coating has excellent properties, such as high hardness, high oxidation temperature, good thermal rigidity, strong adhesion, low friction coefficient and low thermal conductivity。 Because of the high deposition efficiency of multi-arc ion plating, it becomes the most popular method for the preparation of TiAlN films。 The purpose of this thesis is to study the mechanics, electrochemistry and friction and wear properties of TiAlN coatings which have certain conditions including studying on the coating morphology, roughness, structure performance and corrosion resistance by ball milling instrument, scanning electron microscopy (SEM), X-ray diffraction (XRD), scratch tester, Nano Indenter, electrochemical workstation analysis equipment。 And, on the basis of this, the test analysis of coating which have been nitrided was carried out under the same conditions, and the effect of the nitriding process on the properties of TiAlN coating was observed。 The results show that the adhesion between film and substrate has been greatly improved because of the nitriding process。 In the aspect of electrochemistry, nitriding process did`t help to improve the anti-corrosion properties of TiAlN films。 For the friction and wear properties, TiAlN films did not show good abrasion resistance。

Keywords: coating film,PVD,TiAlN, tribological behavior, electrochemistry

目　　录

第一章  绪论 1

1。1 多弧离子镀技术的研究现状 1

1。1。1 多弧离子镀技术的发展 1

1。1。2 多弧离子镀技术的原理 1

1。1。3 多弧离子镀技术的特点 2

1。1。4 多弧离子镀技术的应用 2

1。2 镀层基体与刀具 4

1。2。1 镀层刀具 4

1。2。2 基体种类 4

1。3 TiAlN镀层 5

1。3。1 TiAlN镀层技术发展 5

1。3。2 TiAlN镀层的性能 6

1。4 选题意义与研究内容 8

1。4。1 选题目的与意义 8

1。4。2 研究内容 9

第二章  TiAlN薄膜的制备与表征 10

2。1 TiAlN薄膜的制备方法与实验设备 10

2。1。1 TiAlN薄膜制备的基本方法 10

2。1。2 TiAlN薄膜制备设备