基底粗糙度对AlTiN/AlTiCrN涂层A8工具钢摩擦学性能的影响机制研究

本研究针对基底粗糙度（Ra = 0.0025至1.7 μm）对木工行业广泛应用的AlTiN/AlTiCrN涂层AISI A8工具钢摩擦学行为预测困难的挑战，通过磨损、纳米压痕、附着力等表征手段，发现更光滑的基底能通过增强(111)晶面取向，使磨损率降低约15%，并改善涂层附着力、硬度及断裂抗力，为优化涂层工具钢性能提供了关键指导。

　　

众所周知，基底制备会影响涂层工具钢的摩擦学性能。然而，尽管已有大量研究，但由于其影响随涂层-基底组合的不同而显著变化，准确预测基底粗糙度对特定涂层工具钢摩擦学性能的影响仍然是一个普遍的挑战。因此，本研究探讨了基底粗糙度（R_a = 0.0025至1.7 μm）对广泛应用于木工行业的AlTiN（氮化铝钛）/AlTiCrN（氮化铝钛铬）涂层AISI A8工具钢摩擦学行为的影响。研究人员通过一系列全面的测试，包括磨损测试、纳米压痕、附着力测试、轮廓测定法以及微观结构表征，对不同粗糙度的涂层工具钢进行了评估。结果表明，更光滑的基底表现出更优越的性能，其特征是磨损率降低了约15%。这种改善归因于（111）晶面取向的增强，这有助于改善涂层附着力、提高硬度以及增强断裂抗力，同时伴随着更高密度的细小宏观颗粒和更低的表面粗糙度。基于这些发现，优化基底粗糙度以获得更光滑的表面，对于AlTiN/AlTiCrN涂层的AISI A8工具钢来说，似乎是提升其摩擦学性能的一条可行之路。