张而耕，何 澄，陈 强

(上海应用技术大学，上海 201418)

0 引 言

随着涂层制备工艺的完善，涂层技术在如今的机械加工行业中扮演着越来越重要的角色，也逐渐引起各行各业的重视。以往研究资料表明[1,2]，TiN涂层的抗高温氧化温度为500-600 ℃，TiAlN涂层抗高温氧化温度更高，可达800-900 ℃，涂层受热超过上述温度会迅速氧化失效。由于材料技术的快速发展，高硬度难切削材料的出现，如高锰钢、硬化不锈钢、淬火钢及镍基合金，切削温度可达1000 ℃。因此，新型涂层材料的研究与开发是必然趋势。元素的掺杂对于涂层性能的提高具有很大影响，如Al、Cr、La可以提高涂层的抗高温氧化温度，B、V可以提高涂层的硬度及耐磨性，Si不仅可以提高涂层的硬度，而且可以提高涂层的高温稳定性[3,4]，利用Si元素掺杂已成为目前研究的热点。

纳微米TiAlSiN涂层来自于TiAlN涂层与Si元素的掺杂。受不同含量Si元素影响，Si元素对涂层组织结构的影响也不尽相同。低含量的Si元素掺杂起固溶强化作用，随着Si含量增加，Si3N4非晶相结构开始出现，而且形成了α-Si3N4包覆nc-TiAlN复合结构，使晶粒结构更加细化[5-7]。α-Si3N4结构还具有抑制氧元素扩散的效果，起到良好高温氧化保护作用。除了对TiAlSiN涂层微观组织结构的研究，近年来，TiAlSiN涂层的耐磨性和涂层刀具切削性能也成了学者研究的对象。如Yu等采用磁控溅射及空心阴极放电相结合技术在硬质合金刀具基体上制备了TiAlSiN硬质涂层，不同Si含量涂层的磨损量也不同，其中Si含量4．78at．%的涂层刀具磨损量最小，Si元素加入提高了涂层磨损失效前加工距离，较TiAlN涂层失效前加工距离提高20%[8]。……