王泽勇，冯长杰，师 超，王 景，刘光明

(1. 南昌航空大学 材料学院， 南昌 330063； 2. 沈阳航天航空大学 材料学院， 沈阳110000)

0 引 言

随着当今工业的不断发展，高速高温切削被广泛应用于各种制造业，因此开发一种新型的涂层来保护和延长刀具的使用寿命是现今科研工作者们的一大要务。近几十年来，TiN涂层由于其较高的耐磨性、热稳定性和化学稳定性以及较低的摩擦系数等优异的性能，所以得到了广泛的应用和研究[1-4]。但是当工作温度超过500 ℃时，TiN涂层开始氧化并形成TiO2层，从而促进裂纹的形成和膜的分层，影响涂层的性能并促进涂层刀具的机械和摩擦学性能的损害。为了提高TiN涂层的性能，人们向其中掺入多种元素，如Al、Si、Cr等[5-7]。

TiAlN涂层具有更好的抗氧化性能，与TiN涂层相比，硬度更高，热稳定性更高[3-4]。据报道，当温度在700 ℃至750 ℃时没有观察到TiAlN的氧化，因此它也成为当今高温刀具保护涂层的最佳选择[1,8,10]。TiSiN涂层由纳米TiN颗粒以及非晶态的Si3N4组成。由于Si3N4镶嵌TiN体系中，所以该三元结构具有极高的硬度和能防止产生位错移动和微裂纹能力，因此Si元素的掺入提高了涂层的机械性能。但是无论是TiAlN还是TiSiN涂层都具有较高的摩擦系数[2,4,6,8,9]。如果能制备一种涂层，使其既具有优异的抗氧化性能和机械性能也拥有较低的摩擦系数，这将为刀具保护涂层打开一扇新的大门。

Li等人采用电弧离子镀技术制备出了Ag含量分别为1.4%、5.3%、7.9%、21.0%(原子分数)的TiSiN-Ag涂层，研究结果表明软金属Ag的掺入虽然能够明显的降低涂层的摩擦系数[11]，但是银靶的成本过高不利于量产。……