涂層和基體對(duì)PVD涂層硬質(zhì)合金刀具高速車削高溫合金的影響.pdf

1、高速、高效切削加工高溫合金等難加工材料是刀具工業(yè)面臨的重大課題。新的涂層材質(zhì)和適配的硬質(zhì)合金基體是實(shí)現(xiàn)高溫合金高速切削的重要途徑。
　　 針對(duì)這一發(fā)展需要，本文采用陰極弧蒸發(fā)沉積技術(shù)，在Co含量不同的硬質(zhì)合金基體上分別沉積了新型AlTiN和TiAlSiNPVD涂層，制備了不同材質(zhì)的涂層硬質(zhì)合金刀具。采用高溫硬度計(jì)、納米硬度計(jì)、微米劃痕檢測(cè)儀以及熱常數(shù)儀分別測(cè)定了硬質(zhì)合金基體的常溫與高溫硬度、PVD涂層硬質(zhì)合金的納米硬度、涂層與基

2、體的結(jié)合強(qiáng)度以及硬質(zhì)合金基體的導(dǎo)熱性能，研究涂層種類以及基體Co含量的變化對(duì)涂層硬質(zhì)合金刀具基本性能的影響;進(jìn)行了不同PVD涂層和不同基體的刀具高速車削鎳基高溫合金的實(shí)驗(yàn)，并開展了對(duì)應(yīng)切削過(guò)程的有限元仿真模擬，研究了刀具材質(zhì)對(duì)切削過(guò)程的影響，揭示了涂層與基體基本性能對(duì)切削過(guò)程以及刀具失效機(jī)理的影響;得出以下結(jié)論:
　　 1.TiAlSiN涂層的納米硬度高于AlTiN涂層的納米硬度，TiAlSiN涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度高于AlTiN

3、涂層;
　　 2.Co含量由10％降低到6％時(shí)，WC-Co硬質(zhì)合金基體的熱導(dǎo)率由62.78W·m/℃升高到84.57W·m/℃;同一溫度下的高溫維氏硬度提高10％左右，并且硬質(zhì)合金的硬度隨溫度升高而降低。
　　 3.切削過(guò)程有限元模擬表明，相同涂層的涂層硬質(zhì)合金刀具高速切削高溫合金時(shí)，基體導(dǎo)熱系數(shù)越高，涂層刀具的切削溫度越低，溫度梯度越小;當(dāng)涂層刀具的基體相同時(shí)，涂層的導(dǎo)熱系數(shù)越高，涂層刀具的切削溫度越高，溫度梯度越大;

4、
　　 4.CC10-A（10％Co硬質(zhì)合金基體+AlTiN涂層）和CC6-A(6％Co硬質(zhì)合金基體+AlTiN涂層)刀片濕式高速車削高溫合金的磨損機(jī)理為切削刃的粘結(jié)磨損與氧化磨損以及后刀面的粘結(jié)磨損與磨粒磨損。CC10-A刀片切削刃與后刀面磨損迅速，而CC6-A刀片后刀面的磨損均勻，磨損速度低，切削壽命是CC10-A刀片的3倍。
　　 5.干式高速車削高溫合金時(shí)PVDTiAlSiN涂層硬質(zhì)合金刀具的切削壽命大于PVDA