Al/Ti摩尔比对(CrTiAl)N硬质膜相结构和硬度的影响

采用多弧离子镀技术,设计沉积工艺和调整阴极弧源靶组合以及对应的弧源电流,制备出以CrN为基形貌和厚度相同、A1/Ti摩尔比不同的系列(CrTiAl)N硬质膜.测试膜的成分、组织形貌、相组成和表面硬度,研究了A1/Ti摩尔比对其相结构和硬度的影响.结果 表明:不同A1/Ti摩尔比的(CrTiAl)N膜其相组成相同,都呈现(200)和(111)晶面择优生长.随着膜层的A1/Ti摩尔比从0.38提高到0.85,其硬度表现出规律性的变化.A1/Ti摩尔比为0.49的(CrTiAl)N膜硬度最高(达到HV4200),Al/Ti摩尔比为0.85时硬度降到HV2600.在膜层组织形貌、膜层厚度以及CrN含量基本不变的条件下,A1/Ti摩尔比直接影响膜层的硬度并呈现出非单调关系.在较大的Al/Ti摩尔比范围内(CrTiAl)N膜层的相结构不变,均为置换式面心立方固溶体.优化Al/Ti摩尔比,可使(CrTiAl)N膜的硬度显著高于(CrTi)N膜而具有超硬性.