多弧离子镀制备Cr/CrN多层厚膜的微观结构和力学性能

通过多弧离子镀(MAIP)在室温下将具有不同调制比(1∶2、1∶3、1∶5)的多层Cr/CrN厚涂层沉积在A100钢基底上.腔室温度在沉积过程中由室温逐渐升高到160～170℃.设计调制结构是为了使膜/基结合强度和机械性能最大化.调制比为1∶2的Cr/CrN多层涂层表现出最高的膜/基结合强度(Lc=63.8N),这可能归因于最高的材料硬度(H)/弹性模量(E)和H3/E2数值比(分别为0.083和0.138).Cr层越厚,多层Cr/CrN厚涂层的塑性和摩擦学性能越好.干摩擦试验表明,与单层CrN相比,Cr/CrN多层涂层的平均摩擦系数和比磨损率分别最高降低了24％和94％.随着Cr层变厚,磨损机理从表面疲劳磨损转变为磨料磨损,这种现象可归因于硬度和塑性的协调变化.