ایجاد پوشش های سه جزئی نانو ساختار بر پایه تیتانیم ناتراید بر روی فولاد HSS به روش PVD

در این مقاله، خواص سطحی و رفتار مکانیکی پوشش سه جزئی نانو ساختار بر پایه تیتانیم ناتراید TiAlN ایجاد شده بر زیرلایه فولاد HSS با استفاده از روش تبخیر قوس کاتدی بررسی میگردد. برای مشخصه یابی پوشش ها از دستگاه های پرتوی ایکس، میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی و میکروسکوپ نیروی اتمی بهره گرفته شد. همچنین برای ارزیابی رفتار مکانیکی از آزمون میکروسختی، نانو سختی، پین بر روی دیسک، چقرمگی، زبری و چسبندگی استفاده شد. مطالعات نشان میدهد که با تغییر درصد چرخه کار در فرایند لایه نشانی، مقدار و اندازه میکروذره های موجود در پوشش تغییر یافته که این امر در زبری سطح و مورفولورژی آن تاثیرگذار است. همچنین به دلیل اینکه تغییرات اندازه دانه به تغییرات درصد چرخهکار وابسته است که این تغییرات نیز بر خواص مکانیکی پوشش اثرگذار خواهد بود و با مکانیزم لایه نشانی در درصدهای مختلف چرخهکار مرتبط میباشد. نتایج تست میکروسختی نشان میدهد، هنگامی که چرخه کار از %25 به %50 افزایش می یابد سختی از 3168 ویکرز به 3817 ویکرز افزایش پیدا میکند. اما با افزایش چرخه کار از %50 به 75 %، سختی به 3582 ویکرز کاهش پیدا میکند. همچنین با استفاده از آزمون نانوسختی مقدار مدول یانگ پوشش TiAlN در درصد چرخه کار 25، 50 و 75 به ترتیب معادل با 320، 347 و 335 گیگا پاسکال به دست آمد. در آزمون پین بر رو دیسک، افزایش درصد چرخه کار از 25 به 75، باعث کاهش ضریب اصطکاک از 0/55 به 0/44 شد.

Keywords:

PVD , پوشش نانو ساختار , نانوسختی , مقاومت به سایش