钛合金表面Ti-TiN-Zr-ZrN多层膜制备及性能

采用多靶位真空阴极电弧沉积技术，在TC11钛合金表面制备24周期的Ti-TiN-Zr-ZrN软硬交替多元多层膜。用扫描电镜、X射线衍射仪、显微硬度计、结合力划痕仪、球-盘摩擦磨损试验仪、砂粒冲刷试验仪和3D表面形貌仪，研究多层膜的表面及截面形貌、相结构、厚度、硬度、膜/基结合力、摩擦磨损性能和抗砂粒冲蚀性能。结果表明：所制备Ti-TiN-Zr-ZrN多层膜厚度约为5.8 μ m，维氏显微硬度为28.10GPa，膜基结合力为56N；TC11钛合金表面镀多层膜后耐磨性提高了一个数量级，体积磨损率由7.06×10 -13 m 3 ·N -1 ·m -1 降低到3.03×10 -14 m 3 ·N -1 ·m -1 ；多层膜软硬层交替的结构，受砂粒冲蚀时裂纹扩展至金属软层时应力的缓冲而出现偏转，对TC11钛合金有良好的抗砂粒冲蚀保护作用。