TiAlN涂層硬質(zhì)合金刀具的制備及其切削加工性能研究.pdf

1、金屬切削工藝的快速發(fā)展對切削刀具提出了越來越高的技術(shù)要求，涂層刀具的出現(xiàn)則實現(xiàn)了傳統(tǒng)刀具的綜合改性，能有效提升加工效率與加工精度，延長刀具使用壽命，降低生產(chǎn)成本。因此，高性能涂層刀具的制備顯得尤為重要。本文采用脈沖偏壓多弧離子鍍法在YT14硬質(zhì)合金基體上制備TiAlN涂層硬質(zhì)合金刀具。
　　采用單因素試驗法深入分析基體負(fù)偏壓、脈沖偏壓占空比、弧電流、氮氣分壓和沉積溫度對TiAlN涂層厚度、表面形貌、納米硬度以及結(jié)合強(qiáng)度等性能的影響

2、規(guī)律，從而實現(xiàn)對制備工藝參數(shù)的優(yōu)化。優(yōu)化后的工藝參數(shù)組合為:基體負(fù)偏壓-50V，脈沖偏壓占空比50％，弧電流95A，氮氣分壓0.8Pa，沉積溫度200℃。優(yōu)化后TiAlN涂層刀具成分和性能如下:涂層成分為Ti0.52Al0.48N，厚度為3.1μm，粗糙度為0.10μm，納米硬度為34.0GPa，彈性模量為453.7GPa，結(jié)合力為58.9N。
　　研究了TiAlN涂層刀具的摩擦磨損特性，分析了法向載荷和摩擦速度對摩擦磨損特性的影

3、響規(guī)律。當(dāng)法向載荷逐漸增大時，磨痕寬度也逐漸增大，摩擦系數(shù)則逐漸減小;當(dāng)摩擦速度逐漸增大時，磨痕寬度逐漸減小，摩擦系數(shù)則先減小后增大。摩擦磨損試驗中，TiAlN涂層刀具的主要磨損形式是磨粒磨損、氧化磨損以及粘結(jié)磨損。
　　研究了TiAlN涂層刀具連續(xù)切削40Cr淬硬鋼時的切削性能。結(jié)果表明，保持f=0.1 mm/r，ap=0.2mm不變，三種不同切削速度(120m/min、180m/min、240m/min)下，TiAlN涂層刀具

4、的切削壽命分別為未涂層YT14刀具的1.8倍、2倍和2.3倍。主要磨損形式是后刀面磨損，主要磨損機(jī)理是粘結(jié)磨損和磨粒磨損。
　　研究了TiAlN涂層刀具連續(xù)切削奧氏體不銹鋼1Cr18Ni9Ti時的切削性能。結(jié)果表明，保持f=0.1mm/r，ap=0.2mm不變，三種不同切削速度(120m/min、180m/min、240m/min)下，TiAlN涂層刀具的切削壽命分別為未涂層YT14刀具的2.5倍、2.7倍和2倍。主要磨損形式是前