TiCN涂层的制备及其微观结构和性能

邢珂 ，李博文

（1.内蒙古机电职业技术学院冶金与材料工程系，内蒙古 呼和浩特 010070；2.中科院金属研究所，辽宁 沈阳 110016）

镁合金的密度小、比强度高、电磁屏蔽性能好、无毒、易回收，被广泛应用于航空航天、交通运输、生物医学、电子、通信、化工、军事等领域，但由于其电极电位较低，如AZ91镁合金的腐蚀电位为−1.462 V，远负于6061铝合金的−0.738 V和304L不锈钢的−0.796 V[1]，因此，以其制备的器件、元件、外壳等产品常由于腐蚀而遭到破坏，缩短了它们的寿命，限制了其应用。

在镁合金表面制备涂层可为解决腐蚀问题提供一种途径，如李俊刚等[2]和Apelfeld等[3]分别在Mg–7Li和AZ41镁合金表面制备了硅酸盐微弧氧化膜；Huo等[4]在AZ91D镁合金表面制备了化学转化膜和化学镀镍层。但是微弧氧化膜表面存在大量的微孔，对镁合金防腐和耐磨性的提高有限，而化学转化和化学镀工艺存在污染。

TiCN是由TiC和TiN固溶形成的单一化合物TiC1−xNx，耐腐蚀和耐磨损性能优异[5]，主要作为硬质涂层应用于耐蚀、耐磨和高温场合。齐文艳等[6]将蔗糖和钛粉混合并热处理碳化后通过反应等离子喷涂法在45钢上制备了TiCN涂层，并分析了它的相组成、组织特征以及硬度等性能。张兴元等[7]采用射频磁控溅射在镁合金上沉积了TiCN，研究了靶功率和氮气流量对涂层耐蚀性的影响，结果表明TiCN涂层有效提高了镁合金的耐蚀性，但是射频对人体有害。Li等[8]在AZ31镁合金上沉积了TiN/TiCN，研究了气体流量比对涂层结构和残余应力的影响。Hosokawa等[9]研究了非平衡磁控溅射技术制备的TiCN薄膜的切削性能，发现TiCN膜表面光滑，摩擦因数较低，可以有效减小切削力和切削温度，延长刀具的使用寿命。……