(Ti,Al,Cr)N涂層高速鋼刀具沉積工藝及切削性能研究.pdf

1、在TiAlN硬質(zhì)膜中引入Cr元素，制備(Ti,Al,Cr)N四組元氮化物硬質(zhì)復(fù)合膜。試驗(yàn)過程中，通過改變氮?dú)夥謮?，形成成分梯度膜層，并在三個(gè)偏壓下對(duì)比膜層的性能，得出優(yōu)化工藝，并將優(yōu)化工藝應(yīng)用于涂層鉆頭和涂層銑刀的制備。通過切削對(duì)比試驗(yàn)，得出(Ti,Al,Cr)N膜層對(duì)于刀具性能的提升以及壽命的延長倍數(shù)。
　　借助于物理氣相沉積技術(shù)，采用 TiAl合金靶以及單質(zhì)Cr靶組合進(jìn)行(Ti,Al,Cr)N膜層沉積試驗(yàn)，鍍膜基體為M42高鈷

2、鋼。通過改變偏壓的大小，使涂層的組織與性能發(fā)生改變，并最終制備出性能測(cè)試所需的三組鍍膜樣品；對(duì)鍍膜樣品的表面形貌、硬度、結(jié)合力、熱震性以及摩擦磨損性能進(jìn)行測(cè)試分析，結(jié)果顯示，在負(fù)偏壓為150V的情況下(Ti,Al,Cr)N膜層的硬度值可以到達(dá)3400HV，膜/基結(jié)合力146N之上，熱震次數(shù)達(dá)到八次。在此基礎(chǔ)上，確認(rèn)了優(yōu)化沉積工藝參數(shù)，并將其應(yīng)用于涂層刀具的制備。
　　選用45＃鋼作為待切削材料進(jìn)行實(shí)際切削試驗(yàn)并對(duì)比分析切削性能。通

3、過改變切削參數(shù)，將試驗(yàn)分為五組分別進(jìn)行，每組包括三個(gè)階段的測(cè)試。分析各個(gè)階段鍍膜刀具與未鍍膜刀具的切削表現(xiàn)以及刀具的后刀面磨損形貌；在每個(gè)階段對(duì)刀具的后刀面磨損帶寬進(jìn)行測(cè)量，定量地給出未鍍膜刀具與鍍膜刀具的后刀面磨損情況。
　　分析對(duì)比表明，(Ti,Al,Cr)N膜層能夠與高速鋼刀具良好結(jié)合，并且改善切削性能。與未鍍膜刀具相比，(Ti,Al,Cr)N膜涂層鉆頭和涂層銑刀的后刀面磨損明顯減輕，刀具耐磨性顯著提高。優(yōu)化沉積工藝下制備的