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随着现代机械加工技术不断向高速化、高效化、高精化、干切削、硬切削等方向发展,对刀具涂层提出了更高的要求。基于WN涂层的优异性能,且与WC具有相同的晶体结构和相近的晶胞参数,本文在YG10X硬质合金上采用直流磁控溅射(DCMS)和高离化等离子体辅助涂层(HIPAC)技术,通过对W靶溅射功率和N2/Ar流量比的调控,沉积不同组分和结构的W-N硬质膜,并借助多种现代检测手段对其进行系统表征与分析,主要试验结果如下:采用DCMS技术,调控W靶溅射功率,制备的W-N硬质膜表面均呈“菜花状”,其表面粗糙度Ra为0.062~0.086μm,与水的接触角为38~52?,随溅射功率的增加,接触角呈增大趋势。成分分析表明,随着溅射功率的增加,W元素含量增加,主要结构由单一的fcc-W2N相转变为bcc-W和fcc-W2N的混和相,且W2N相的择优晶面由(200)转向(111)。随着溅射功率的增加,硬质膜的沉积速率增大,纳米硬度呈升高趋势,最大达23.23GPa。结合力试验表明,不同溅射功率下W-N硬质膜均与基体附着良好,当载荷为100N时,硬质膜仍未出现失效。摩擦学试验表明,不同溅射功率制备的W-N硬质膜的平均摩擦系数为0.41~0.47,当溅射功率为7kW时,摩擦系数最低,磨损率最小为2.11×10-16m3/N?m。电化学试验表明,不同溅射功率制备的W-N硬质膜均明显提高了基体的自腐蚀电位,随着溅射功率的增加,所沉积的硬质膜开始出现点蚀现象。调控N2/Ar流量比,制备的W-N硬质膜表面均呈“菜花状”,与水的接触角约为52?,其表面粗糙度Ra为0.062~0.074μm,随N2/Ar流量比的增加而呈增大趋势。成分分析表明,随N2/Ar流量比增加,N元素含量增加,主要结构由bcc-W和fcc-W2N的混和相向纯fcc-W2N相转变,且沿(200)面择优;随N2/Ar流量比增加,沉积速率降低,其纳米硬度呈增加趋势,最高达26.44GPa,横断面形貌由柱状晶结构转变为纤细短柱状形态和无特征致密形态的组合。结合力试验表明,不同N2/Ar流量比下W-N硬质膜均与基体附着良好,加载载荷为100N时,硬质膜仍未出现失效,但随着N2/Ar流量比增加,硬质膜表面出现裂纹,膜基附着性降低。摩擦学试验表明,不同N2/Ar流量比制备的W-N硬质膜的平均摩擦系数为0.38~0.44,当N2/Ar=80/80时,摩擦系数最低,磨损率最小达2.05×10-16m3/N?m。电化学试验表明,W-N硬质膜提高了基体的自腐蚀电位,耐蚀性好。采用HIPAC技术制备的W-N硬质膜表面平整光滑,粗糙度Ra为0.073μm,微观形貌呈现离子刻蚀造成的“韧窝”,与水的接触角为41.7°。能谱分析表明,W-N硬质膜原子比为W88.36N11.64,主要物相为bcc-W和fcc-W2N的混和相,横断面形貌为无明显特征的超致密结构,纳米硬度29.24GPa。结合力试验表明,硬质膜与基体的附着良好,当加载载荷为100N时,硬质膜仍未出现失效。摩擦学试验表明,采用HIPAC技术制备的W-N硬质膜的平均摩擦系数为0.35。电化学试验表明,采用HIPAC技术制备的W-N硬质膜耐蚀性能好,仅在样品装夹处出现了腐蚀现象。