郭　盛，熊　计，赵海波，杜　昊，鲜　广

(1. 四川大学 制造科学与工程学院， 成都 610065; 2. 四川大学 分析测试中心， 成都 610065)



磁控溅射CrAlCN涂层的结构与性能研究*

郭盛1，熊计1，赵海波2，杜昊1，鲜广1

(1. 四川大学 制造科学与工程学院， 成都 610065; 2. 四川大学 分析测试中心， 成都 610065)

摘要：采用离子化增强磁控溅射设备在硬质合金(YG8)基体表面沉积CrAlCN涂层，通过控制碳靶电流的大小，从而改变涂层中的碳含量。沉积后的涂层进行了纳米硬度、扫描电镜、X射线衍射、电子能谱和洛氏硬度结合力检测。随着碳靶电流的升高，涂层中的碳含量呈线性上升，涂层由晶态逐渐转变为非晶态，当涂层中的碳含量达到某个临界值时，超过临界值的碳以脆性非晶态继续沉积在涂层表面，其硬度低，韧性差，导致涂层的结合力与硬度下降。

关键词：CrAlCN涂层；磁控溅射；硬质合金基体；碳靶；结合力

0引言

工具表面的涂层往往比工具基体有着更优越的性能，其中包括使用寿命、硬度、韧性、抗腐蚀性和抗氧化性等，涂层已经成为现代工业中必不可少的一个分支。由于Al原子和Cr原子易于扩散到表面区域形成Cr2O3和Al2O3氧化层，其优越的抗氧化性能够防止涂层被进一部氧化[1]，CrAl涂层被广泛用于保护在氧化环境中工作的工具。随着涂层技术的发展，氮元素被引入到CrAl二元涂层中以形成三元的CrAlN涂层，先前的研究显示：与AlTiN涂层相比，三元的CrAlN涂层的硬度不低却有着更优越的抗氧化性[2]，因此，在工具表面沉积CrAlN涂层已经成为了提高工具性能最广泛的方法之一。……