用于机械工业的复合表面技术AdamMazurkiewiez,JerzySmolik,JanWalkowiez文（InstituteforTerotechnology,ul.Pulasklego6/10,26-600Radom,Poland）马青松，徐可为译（西安交通大学金属材料强度国家实验室，陕西西安710049）摘要：介绍了针对提高表面耐磨性能的现代表面工程技术的发展前景和方向，提出用复合表面技术来提高铝压铸模、冷压成型模及热锻模等工具寿命的方法，最后列举了形成复合结构镀层的类型及其应用于工业领域所带来的经济效益。关键词：表面工程；复合技术；等离子体辅助物理、化学气相沉积：TG174文献标识码：A：1007–9289(2003)06–0005–05NewTechnologiesofSurfaceEngineeringAppliedinEngineeringIndustryAdamMazurkiewiez,JerzySmolik,JanWalkowiez文（InstituteforTerotechnology,ul.Pulasklego6/10,26-600Radom,Poland）MAQing-songXUKe-wei(StateKeyLaboratoryforMechaniealBehaviorofMaterials,XIAN激aoTongUniversity,Xi’an710049China)Abstracts:Thepaperpresentsdirectionsanddevelopmentperspectivesofmoderntechnologiesofsurfaceengineeringusedtoincreaseanti-wearproperties.Itpresentstheapplicationofduplextechnologyforincreadingdurabilityofselectedtools:mouldsforpressurecastingofaluminium,coldformingdiesandforgingdies.Typesofcreatedcompositeslayerandeconomiceffectsoftheirindustrialapplicationweredescribed.Keywords:surfaceengineering；duplextechnology；PAPVDcoatings0引言中的活化和离化粒子可清洁沉积表面，并使其具有一定的活性，这是确保薄膜和基体间具有良好结合强度的必要条件。近年来，用等离子体辅助沉积的方法制备耐磨镀层的工艺飞速发展。在工业应用中，用等离子化学的方法在零部件表面沉积耐磨镀层以提高零部件寿命的方法已发展到一个新的阶段[1,2]。等离子体辅助物理气相沉积技术（PAPVD）和等离子体辅助化学气相沉积技术（PACVD）为合成现代镀层材料并改善镀层性能提供了前所未有的契机。这2种技术最具特色之处是沉积过程中等离子体的介入。与非离化气氛环境相比，材料在等离子体中的形核过程有很大不同。对于常用的高熔点镀层材料，如氮化物、碳化物、氧化物等的气相合成，等离子体是形成薄膜的合适环境。在等离子体状态下，粒子活性碰撞的次数增多，这就降低了形核能，从而可以合成用其他方法得不到或需辅以高温才能得到的材料。同时，等离子体1简单镀层与复杂镀层耐磨镀层中最常用的材料是过渡族金属的氮化物、氧化物、硼化物和碳的类金刚石结构。根据镀层的化学组成和结构，通常可将其分为简单镀层和复杂镀层。1.1简单镀层其特点是在整个体积范围内或就整个膜/基体系而言，镀层具有均一的性能（如在整个膜/基体系中的硬度、与其他材料的化学亲和力、晶体结构）这类镀层的不足之处在于很难选择镀层材料以便在膜/基体系的不同部位满足不同的需求。收稿日期：2003–08–18；修回日期：2003–11–06作者简介：AdamMazurkiewiez(1952–)，男，教授，博士。---本文来源于网络，仅供参考，勿照抄，如有侵权请联系删除---用于机械工业的复合表面技术AdamMazurkiewiez等61.2复杂涂层根据Subramanian和Strafford[3]的分类，这类镀层包括多元镀层、多相镀层、复合镀层、多层镀层和梯度镀层，如图1所示。这种镀层结构的复杂性使其可以具有一系列简单镀层所没有的性能。多层镀层和梯度镀层的膜/基体系在特定区域可以具有不同的性能。简单镀层和单层多元镀层通常沉积于需要承受摩擦磨损，工作在中等强度的机械载荷和热负荷的环境下，同时承受低强度的粘着磨损的工件上。其中切割工具是这类工件的典型例子之一。无论是简单镀层还是多元镀层，单层耐磨镀层的低断裂韧性是限制其应用范围的主要缺陷。单镀层中微裂纹的延伸和聚集导致镀层在裂纹交汇处破坏—这就是单级破坏机制。与此相反，在多镀层中，微裂纹的延伸在亚层间的界面处被阻挡，因此，多镀层的破坏形式转变为多级破坏机制[3](见图2)。多镀层断裂韧性的增加可以带来实际的效用。这对工作在大载荷并伴随有变动载荷的条件下的工件至关重要，例如用...