多組元梯度成分硬質(zhì)復合膜刀具研究.pdf

1、本研究利用多弧離子鍍技術(shù)，采用Ti-Al二元合金靶、Ti-Al-Zr三元合金靶和Cr單質(zhì)靶，在YT15和YG10X兩種牌號的硬質(zhì)合金刀具基體上，通過控制Ar和N2兩種氣體流量的實驗工藝制備了(Ti，Al，Zr)N、(Ti，Al，Cr)N和(Cr，Ti，Al，Zr)N三種多組元梯度成分硬質(zhì)復合膜。利用掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對三種硬質(zhì)復合膜的成分、形貌和相結(jié)構(gòu)進行了測量和表征；利用粗糙度儀、劃痕儀和顯微硬度計測評了三種硬質(zhì)

2、復合膜的表面粗糙度、膜基結(jié)合力和硬度；對三種硬質(zhì)復合膜刀具分別進行了車削45#鋼、銑削CrWMn合金工具鋼和鉆削高速鋼實驗，并在切削實驗后對刀具利用掃描電鏡(SEM)和電子能譜儀(EDS)觀察和測定了刀具切削刃表面形貌和化學元素擴散；利用光學顯微鏡和工具顯微鏡觀察和測量了膜層磨損形式和鍍膜刀具磨損量。
　　研究工作表明，采用本實驗室的多弧離子鍍技術(shù)沉積工藝，可以制備出具有優(yōu)良性能的(Ti，Al，Zr)N、(Ti，Al，Cr)N和(

3、Cr，Ti，Al，Zr)N三種多組元梯度成分硬質(zhì)復合膜。膜層硬度最高可達4400HV，膜基結(jié)合力最高可超過180N，并且這三種硬質(zhì)復合膜適用于不同牌號和不同形狀的切削刀具。
　　制備的三個系列的膜層均具有B1-NaCl型的面心立方結(jié)構(gòu)。這三個系列的鍍膜刀具，包括車刀片、銑刀和鉆頭，在實驗切削加工中比未鍍膜刀具的切削性能有著顯著提高。其中(Cr，Ti，Al，Zr)N鍍膜刀具的性能最優(yōu)，而(Ti，Al，Cr)N鍍膜刀具的性能優(yōu)于(Ti