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本试验采用多弧离子镀技术,选取Ti单质靶、Zr单质靶和Ti-Zr合金靶三种靶材,对其中的每两种靶材,即以Ti-Zr合金靶与Ti单质靶、Ti-Zr合金靶与Zr单质靶、Ti单质靶和Zr单质靶在高速钢表面上进行一系列的镀膜试验。在偏压和氮气分压一定的条件下,通过改变两个靶的电流进而获得不同成分含量的(TiZr)N硬质膜。采用配有能谱的场发射扫描电镜(SEM)对膜层表面和断面的成分以及表面和断面形貌进行检测和表征;利用纳米压痕仪测量(TiZr)N膜层的显微硬度;(TiZr)N膜层的膜/基附着力则通过膜层附着力划痕仪来测试;利用X射线衍射(XRD)分析检测(TiZr)N膜层的相结构;膜层的抗热震性则是在SG2-5-12电阻炉中600℃下进行试验测试。试验中,在不同靶材、不同靶电流的条件下获得了具有不同Zr含量比例的(TiZr)N膜层。膜层断面观察显示出(TiZr)N膜层的厚度在1.0~1.3μm,膜层断面的显微组织为细小的柱状晶,并且发现(TiZr)N膜层的断面成分分布呈一定的规律。通过XRD分析,在不同成分下(TiZr)N的相结构均具有面心立方结构,择优生长取向为(111)或是(111)和(220)。(TiZr)N膜层的硬度随着化学成分的变化出现两次波峰,一次波谷,波谷位置的成分在50%左右。(TiZr)N膜与基体附着力较好,摩擦系数范围为0.25~0.55。(TiZr)N膜层表面的液滴数量越少,液滴尺度越小,相应地,膜层的摩擦系数也较小,摩擦系数曲线呈现为比较平滑特征。(TiZr)N膜在经过多次温度为600℃、时间为15min的热震试验之后出现了微小裂纹,在继续的热震试验后依次看到膜层表面裂纹发展和延伸,直至膜层剥落,抗热震试验结果显示(TiZr)N膜层的抗热震及抗高温氧化性能比较差。