滲氮+PVD復合處理的研究現狀*

陳亞輝，梁 航，楊 睿，楊海波,,5，馬學文，李書志，馮 銳

（1.北京科技大學機械工程學院，北京 100083；2.廣東世創金屬科技股份有限公司，廣東佛山 528313；3.北京夏沐科技有限公司，北京 100083；4.東莞材料基因高等理工研究院，廣東東莞 523808；5.流體與材料相互作用教育部重點實驗室，北京 100083）

0 引言

物理氣相沉積技術（PVD）制備的硬質涂層，有硬度高、耐磨性好、化學穩定性好等優點，已經廣泛應用于工模具鋼的表面強化處理。但是，由于涂層的硬度很高，一般是工模具鋼的2～3倍，使得涂層與基體之間存在較大的硬度差，在外加載荷的作用下很容易出現“雞蛋殼效應”，由于硬質涂層的塑性較差，無法與基體協同變形，涂層就會產生裂紋并迅速擴展。對于工況比較惡劣的工模具而言，由于基體強度和膜/基結合力不夠，無法給予硬質涂層有力的支撐，涂層往往在早期就會發生崩裂、剝離和磨損而失效。

由于單一的硬質涂層無法滿足實際需求，國內外一些學者另辟蹊徑，將PVD技術與滲氮技術結合起來，產生了一種滲氮+PVD復合處理的新技術，制備了新型的高性能復合涂層。早在1983年芬蘭科學家Korhonen等[1]為了緩解“雞蛋殼效應”，提出了PN-PVD復合處理技術，該復合處理技術融合了等離子體滲氮技術和物理氣相沉積技術的各種優勢。經過復合處理后，基體由于滲氮層的存在，硬度提高，從硬質涂層到基體之間的硬度梯度以及受載時的應力梯度呈連續平緩下降的趨勢，使得材料表面性能得到改善的同時，硬質涂層的附著性能也大為提高。……