涂层结构对高铝含量Ti1-xAlxN 涂层高温氧化行为的影响

涂层结构对高铝含量Ti1-xAlxN 涂层高温氧化行为的影响

王成蹊^1,2 彭继华¹ 杜日升¹ 梁献文²

1.华南理工大学材料科学与工程学院；2.广州今泰科技有限公司

　　摘要：采用多弧离子镀技术，利用纯Ti 靶及TiAl 合金靶，在M₂ 高速钢表面沉积高铝含量的Ti_0.33Al_0.67N 单层涂层及TiN/Ti_0.33Al_0.67N多层结构涂层。在800℃时保温不同时间随炉冷却，用XRD、SEM、EMPA 等检测手段对涂层氧化后的表面状态及物相结构进行表征，用电子天平对涂层氧化后增重进行对比。

　　实验结果表明：Ti1-xAlxN 单层结构及TiN/Ti1-xAlxN多层结构涂层氧化增重都分为三个阶段：快速氧化阶段，稳定氧化阶段和氧化失稳阶段;涂层在800℃恒温氧化动力学曲线在快速、稳定两阶段符合抛物线规律，单层结构和多层结构的涂层氧化增重速率Kp值均随着Al 的增加减小。

　　氧化增重速率Kp 值均随着Al 的增加减小。当氧化时间超过一定时间后，在涂层的大颗粒处发生O 元素及基体Fe 元素的扩散及氧化用，生成Fe2O3，进而失去保护作用。单层结构涂层抗氧化性均优于相应的多层结构涂层，因为单层结构涂层中铝的总含量更高。

　　关键词：多弧离子镀 TiAlN 涂层 组织结构 氧化性能