添加Cu对PVD AlTiN涂层组织结构和性能的影响

潘晨曦^1,2，陈康华^1,2，徐银超^1,2,3，王云志³，祝昌军^1,2，陈浩^1,2

1. 中南大学粉末冶金国家重点实验室3. 株洲钻石切削刀具股份有限公司

摘 要：采用阴极弧蒸发离子镀在硬质合金刀具基体上分别沉积AlTiN和AlTiN-Cu涂层。采用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）、纳米压痕仪等分析测试手段研究涂层形貌、组织结构和力学性能的影响规律,并对两种涂层刀具的切削性能进行研究。结果表明:Cu元素以单质的形式存在于AlTiN涂层中,Cu的添加使涂层晶粒由柱状晶转变成等轴晶,细化了涂层晶粒,使涂层的择优取向由（111）面变成（200）面;涂层的纳米硬度由29.01GPa降低到22.04GPa,弹性模量由347.10GPa降低到268.25GPa。Cu元素的添加使AlTiN涂层刀具切削钛合金寿命提高了约36%。

关键词：AlTiN;Cu;PVD;阴极弧离子镀;纳米涂层;