H13钢氮化前后表面磁控溅射CrAlN薄膜的摩擦磨损性能

尹小定¹，王社斌^1,2,3，余春燕¹，田林海⁴，许并社^1,2,3

1. 太原理工大学材料科学与工程学院2. 太原理工大学3. 教育部新材料界面与工程重点实验室4. 太原理工大学表面工程研究所

摘 要：为了提高H13钢的表面耐磨性能,用直流磁控溅射法在氮化与未氮化的H13钢表面沉积CrAlN薄膜,并对处理前后的摩擦磨损性能进行了比较;用扫描电镜观察薄膜形貌,并测其厚度;测量了随炉硅片的薄膜显微硬度;用摩擦磨损试验机测试了在室温和600℃条件下薄膜的摩擦磨损性能。结果表明:薄膜平均厚度为4.8μm,硬度为23.7 GPa;室温条件下材料的表面摩擦因数为0.60~0.65,600℃条件下摩擦因数为0.61~0.96;CrAlN/氮化H13钢和CrAlN/H13钢在室温摩擦时的耐磨性分别是H13钢的1.9倍和1.7倍,在600℃条件下耐磨性分别是H13钢的1.25倍和7倍。

关键词：H13钢;磁控溅射;CrAlN薄膜;摩擦磨损;