X射线测量高速钢上不同厚度氮化钛涂层残余应力

弓满锋^1,2，乔生儒¹，卢国锋¹，姬浩¹

1. 西北工业大学超高温结构复合材料国家重点实验室2. 湛江师范学院机电工程系

摘 要：采用多弧离子镀在AISIM2高速钢（HSS）上沉积了TiN硬涂层,试样中基体厚度为1mm,涂层厚度分别为3.0、5.0、7.0、9.0和11.0μm.应用X射线衍射（XRD）分析了TiN涂层中残余应力,测量了TiN（220）衍射晶面在五种不同倾斜角（Ψ=0°,20.7°,30°,37.8°和45°）下的X射线衍射峰.结果表明:在3～11μm涂层厚度范围内,TiN涂层中均表现出残余压应力且残余压应力值较大.TiN涂层中残余应力大致分布在-3.22～-2.04GPa之间,本征应力分布在-1.32～-0.14GPa,热应力约为-1.86～-1.75GPa.TiN涂层中残余应力值随涂层厚度变化是非线性增加的,随厚度增加表现出先增大后减小的变化趋势,多项式拟合后发现约在8.5μm厚时残余应力达到最大值.

关键词：TiN涂层;多弧离子镀;残余应力;XRD;涂层厚度;