بررسی رفتار الکتروشیمیایی پوشش دولایه کامپوزیتی TiN/CrN ایجادشده به‌روش لایه‌نشانی فیزیکی از فاز بخار با استفاده از قوس کاتدی بر روی فولاد تندبر

نانوپوشش‌های سخت مانند نیترید تیتانیم (TiN) و نیترید کروم (CrN) به دلیل ویژگی‌های منحصربه‌فردی نظیر سختی بالا، پایداری حرارتی، مقاومت به سایش و خوردگی، در صنایع مختلف به‌ویژه برای پوشش‌دهی ابزارهای برشی و قالب‌ها کاربرد گسترده‌ای دارند. هنگامی که این پوشش‌ها به‌صورت دولایه یا چندلایه کامپوزیتی اعمال می‌شوند، عملکرد مکانیکی و شیمیایی به‌مراتب بهتری از خود نشان می‌دهند. در این پژوهش، پوشش دولایه TiN/CrN روی زیرلایه فولاد ابزار تندبر 3255/1 به روش لایه‌نشانی فیزیکی از فاز بخار با استفاده از قوس کاتدی (Arc-PVD) اعمال شد. آماده‌سازی دقیق سطح زیرلایه و انتخاب بهینه پارامترهای پوشش‌دهی با تکیه بر مطالعات پیشین صورت گرفت. جهت شناسایی ساختار بلوری پوشش، آزمون پراش پرتوایکس با زاویه فرود کم (GIXRD) و برای بررسی مقاومت به خوردگی، آزمون‌های امپدانس الکتروشیمیایی و پلاریزاسیون انجام شد. نتایج آزمون GIXRD نشان‌دهنده تشکیل موفقیت‌آمیز فازهای TiN و CrN با جهت‌گیری بلوری ترجیحی در صفحه (111) برای TiN و حضور تنش‌های پسماند جزئی بود. تحلیل منحنی‌های نایکوئیست و برازش آن‌ها با مدار معادل، افزایش چشمگیر مقاومت پلاریزاسیونی (از Ω·cm² 1107 به Ω·cm²1450) و کاهش ظرفیت خازن لایه دوگانه را نشان داد که مؤید عملکرد حفاظتی مؤثر پوشش است. همچنین نتایج آزمون پلاریزاسیون بیانگر کاهش دانسیته جریان خوردگی (از 58/4 به μA/cm² 20/1) و جابه‌جایی پتانسیل خوردگی به سمت مقادیر نجیب‌تر (از 638- به mV 461-) بود.