高熵合金AlCrNbSiTiV氮化物薄膜濺鍍參數(shù)的優(yōu)化

萬松峰 *，許春耀，張鈺乾

（1.東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院機(jī)電工程系，廣東 東莞 523808；2.龍華科技大學(xué)機(jī)械工程系，臺(tái)灣 桃園 33306）

工業(yè)上隨著高硬度合金的應(yīng)用和干切削的發(fā)展，人們對(duì)刀具的切削性能和使用壽命要求越來越高。為獲得高硬度、高耐磨性、高韌性和低摩擦因數(shù)的刀具，于是采用真空濺鍍技術(shù)將硬度高、韌性好和耐磨的硬質(zhì)材料鍍于刀具表面。刀具濺鍍薄膜靶材的選擇和濺鍍工藝參數(shù)的設(shè)定對(duì)降低刀具磨耗、延長(zhǎng)壽命起著決定性作用。臺(tái)灣國(guó)立清華大學(xué)的葉均蔚教授在1995年提出高熵合金的觀念[1]，它由5種以上、13種以下的元素組成，其中每種主元素的原子分?jǐn)?shù)介于5% ～ 35%之間，也可加入次元素來改質(zhì)。高熵是其重要特征，有助于合金微結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，使微結(jié)構(gòu)傾向于納米化及非晶化[2]。與傳統(tǒng)合金相比，高熵合金具有高強(qiáng)度、高硬度、耐腐蝕、耐高溫等特點(diǎn)，可作為刀具濺鍍薄膜的靶材。2004年，Chen等[3]首次利用直流反應(yīng)式濺鍍法制備了AlCoCrCuFeMnNi和Al0.5CoCrCuFeNi合金及其氮化物薄膜，均呈現(xiàn)高硬度、高穩(wěn)定性和化學(xué)惰性。2009年，Huang等[4]研究了基材溫度(100 ～ 500 °C)和退火處理對(duì)(AlCrNbSiTiV)N高熵合金氮化物薄膜的化學(xué)組成、顯微結(jié)構(gòu)與力學(xué)性能的影響。2018年，筆者的課題組[5]研究了基材偏壓對(duì) (AlCrNbSiTiV)N薄膜形貌、元素含量、物相成分和性能的影響。高熵合金濺鍍工藝參數(shù)一般包含沉積時(shí)間、基材偏壓、濺鍍功率、基材溫度等，采用單因素實(shí)驗(yàn)法探討單一濺鍍參數(shù)對(duì)濺鍍(AlCrNbSiTiV)N薄膜性能的影響很難得出最佳的濺鍍參數(shù)組合。采用全因子實(shí)驗(yàn)來研究多種濺鍍參數(shù)組合變化時(shí)，實(shí)驗(yàn)次數(shù)多，研究周期長(zhǎng)?！?br>