تاثیر دمای لایه نشانی بر ریزساختار و خواص سطحی پوشش نانوساختار TiAlN اعمال شده به روش PACVD

هدف از این پژوهش، بررسی ریزساختار و خواص سطحی پوشش نانوساختار نیترید تیتانیوم-آلومینیوم (TiAlN) اعمال شده در دماهای مختلف لایه نشانی است. برای این منظور پوشش های نانوساختار TiAlN با استفاده از روش رسوب گذاری شیمیایی از فاز بخار به کمک پلاسما با جریان مستقیم پالسی (DC-PACVD) بر سطح فولاد ابزار گرم کار (H11) نیتروژن دهی شده لایه نشانی شدند. پوشش ها در شرایط یکسان درصد چرخه کار، بسامد و نسبت گازی H2/Ar/N2 به ترتیب در 33 درصد، 10 کیلوهرتز و 50/150/400 سانتیمتر مکعب و در دماهای 470، 485، 500 و 515 درجه سانتیگراد به روش PACVD لایه نشانی شدند. برای بهبود استحکام چسبندگی پوششهای TiAlN به زیرلایه، از میان لایه پوشش TiN استفاده شد. برای مشخصه یابی پوششها از دستگاه های FESEM، SEM و XRD و همچنین برای ارزیابی خواص مکانیکی و چسبندگی پوششها از ریزسختی سنج ویکرز و آزمون خراش بهره گرفته شد. نتایج دلالت می کند بیشینه سختی پوشش TiAlN، اعمال شده در دمای 485 درجه سانتیگراد است که به عوامل مختلف از جمله ثابت شبکه، اندازه بلورک و مقدار کلر در ترکیب شیمیایی پوشش، نسبت داده می شود. همچنین تشکیل لایه نازک نانومتری Fe4N در فصل مشترک پوشش با زیرلایه در دمای بالاتر از 500 درجه سانتیگراد، موجب تضعیف چسبندگی پوشش TiAlN به زیرلایه می شود. با ارزیابی کمی میزان چسبندگی پوششها، مشخص شد که پوشش ایجادشده در دمای 485 درجه سانتیگراد بیشینه مقدار بار بحرانی خراش (23 نیوتن) را تحمل می کند.