CrAlSiN涂层因其优良的力学和热性能被广泛应用于工模具涂层,其结构和性能与化学成分密切相关。本研究采用阴极弧方法制备了Al含量一致、不同Si含量Cr1-x-yAlxSiyN(x=0.54, 0.55;0≤y≤0.09)涂层,并探讨其结构、力学性能、热稳定性和抗氧化性。当y≤0.08时,Cr1-x-yAlxSiyN涂层为单相面心立方结构,涂层的硬度随Si含量的上升而上升,由Cr0.46Al0.54N的27.87 ± 0.7 GPa增加至Cr0.38Al0.54Si0.08N的36.13 ± 0.5 GPa;当Si含量增加至y=0.09时,Cr0.37Al0.54Si0.09N涂层转变为立方和六方的两相结构,硬度下降至33.52 ± 0.6 GPa。Si掺杂抑制了CrAlN涂层的热分解,在保持立方结构时,Cr1-x-yAlxSiyN涂层的热稳定性随Si含量的上升而提高。同样,增加Cr1-x-yAlxSiyN涂层的Si含量会改善其抗氧化性,在1000 °C的高温下氧化15 h后,Cr0.37Al0.54Si0.09N、Cr0.38Al0.54Si0.08N、Cr0.42Al0.54Si0.04N、Cr0.43Al0.55Si0.02N和Cr0.44Al0.55Si0.01N涂层氧化层的厚度分别~0.6 μm,~0.5 μm,~0.5 μm,~0.4 μm和~0.3 μm。
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