同步器环是汽车变速箱的关键部件,氮化钛(TiN)膜可作为同步器环的硬质保护涂层。同步器环的摩擦学特性对汽车换挡系统的安全性和可靠性起着至关重要的作用。为了提高同步器环的摩擦学性能,研究了沉积气体对TiN薄膜择优取向、表面形貌、表面粗糙度和摩擦学性能的影响。采用闭合场非平衡磁控溅射系统在铜合金(TL084)和Si(100)衬底上沉积所制备的薄膜。采用氩气与氮气体积比分别为1:3、1:2和1:1的溅射气体。结果表明,气体中氩气浓度的增加促进了TiN纳米晶的生长,降低了TiN纳米晶的表面粗糙度、摩擦系数和磨损率。TiN薄膜在低氩气浓度下具有(200)择优取向,而在高氩气浓度下以(111)择优取向为主。当氩氮比为1:1时,TiN薄膜具有最佳的摩擦学性能,是最佳的溅射条件,是同步器环的理想功能涂层。