多組元梯度成分硬質(zhì)復(fù)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(shí)驗(yàn)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(fù)合膜。利用掃描電鏡(SEM)和X射線衍射(XRD)對三種硬質(zhì)復(fù)合膜的成分、形貌和相結(jié)構(gòu)進(jìn)行了測量和表征；利用粗糙度儀、劃痕儀和顯微硬度計(jì)測評了三種硬質(zhì)

2、復(fù)合膜的表面粗糙度、膜基結(jié)合力和硬度；對三種硬質(zhì)復(fù)合膜刀具分別進(jìn)行了車削45#鋼、銑削CrWMn合金工具鋼和鉆削高速鋼實(shí)驗(yàn)，并在切削實(shí)驗(yàn)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(xué)元素?cái)U(kuò)散；利用光學(xué)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(shí)驗(yàn)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(fù)合膜。膜層硬度最高可達(dá)4400HV，膜基結(jié)合力最高可超過180N，并且這三種硬質(zhì)復(fù)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(shí)驗(yàn)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