第十五届全国表面工程青年学术会议

CrAlYN涂层因其高韧性及优异的耐磨性，在铝合金压铸模具表面防护领域展现出比CrAlN涂层更佳的应用潜力。然而，钇（Y）掺杂对其抗铝液熔损性能的作用机制尚不明确。本文系统研究了未镀膜H13钢、CrAlN及CrAlYN涂层在熔融铝中的熔损行为。采用高通量阴极电弧沉积技术在H13钢基体上制备了不同Y含量（0 ~ 2.0 at.%）的CrAlYN涂层。结果表明：随着Y掺杂量的增加，涂层疏水性因Y₂O₃相的形成而显著提高；其中，Y含量为1.2 at.%的涂层综合性能最优，故选定其与CrAlN涂层进行对比。静态铝液浸没实验显示：未镀膜H13钢因快速形成Fe-Al金属间化合物，抗熔损性最差；CrAlN涂层在浸没6小时后失效，其主要物相由AlN/CrN转变为Al₂O₃；而Y掺杂则显著提升了涂层的服役寿命。性能改善主要归因于以下三点：涂层疏水性的增强、表面致密Cr₂O₃阻挡层的加速形成，以及晶粒细化所致的高密度晶界有效阻碍了Fe、Al元素的互扩散。

CrAlYN涂层,Y掺杂,铝液熔损