现代金属切削加工正向着高速、高精度和高效的方向发展,对刀具的性能有着越来越高的要求。利用表面技术对刀具表面进行改性,是提高刀具性能和寿命的有效途径。使用多弧离子镀膜技术在YG6硬质合金以及三刃立铣刀表面制备了Cr Al N/CrN/Cr...现代金属切削加工正向着高速、高精度和高效的方向发展,对刀具的性能有着越来越高的要求。利用表面技术对刀具表面进行改性,是提高刀具性能和寿命的有效途径。使用多弧离子镀膜技术在YG6硬质合金以及三刃立铣刀表面制备了Cr Al N/CrN/Cr、TiAlN/CrN/Cr、Cr Al N/TiAlN/CrN/Cr三组涂层,并对三种涂层的制备技术、微观结构与性能差异、及耐磨与切削寿命提高机制进行研究。X射线衍射分析表明,三种涂层均为面心立方结构,其中TiAlN涂层表现出(200)晶面择优取向,而CrAlN和Cr Al N/TiAlN涂层则表现出(111)面的择优取向。使用显微硬度计和划痕仪对涂层的显微硬度和结合力进行测试,结果表明Cr Al N/TiAlN多层涂层的显微硬度和膜基结合力分别为2651 HV和59.2 N,显著高于TiAlN和CrAlN涂层。采用高温摩擦试验机评价了三种涂层的摩擦学性能,结果表明Cr Al N/TiAlN多涂层的摩擦性能优于TiAlN涂层和CrAlN涂层,室温下其平均摩擦因数和磨损率分别为0.603和2.92×10^(-6)mm^(3)(N·m)^(-1)。当温度增加到400℃时,Cr Al N/TiAlN涂层的平均摩擦因数进一步降低为0.467,磨损率增加至1.31×10^(-5)mm^(3)(N·m)^(-1)。铣削试验结果显示,TiAlN涂层刀具、CrAlN涂层刀具和Cr Al N/TiAlN涂层刀具的铣削寿命相对于无涂层刀具分别提升了80%、140%和200%,被加工样件的表面粗糙度分别降低至462 nm、415 nm和402 nm。研究结果表明Cr Al N/TiAlN涂层在现代切削加工领域有着良好的应用潜力。展开更多
文摘现代金属切削加工正向着高速、高精度和高效的方向发展,对刀具的性能有着越来越高的要求。利用表面技术对刀具表面进行改性,是提高刀具性能和寿命的有效途径。使用多弧离子镀膜技术在YG6硬质合金以及三刃立铣刀表面制备了Cr Al N/CrN/Cr、TiAlN/CrN/Cr、Cr Al N/TiAlN/CrN/Cr三组涂层,并对三种涂层的制备技术、微观结构与性能差异、及耐磨与切削寿命提高机制进行研究。X射线衍射分析表明,三种涂层均为面心立方结构,其中TiAlN涂层表现出(200)晶面择优取向,而CrAlN和Cr Al N/TiAlN涂层则表现出(111)面的择优取向。使用显微硬度计和划痕仪对涂层的显微硬度和结合力进行测试,结果表明Cr Al N/TiAlN多层涂层的显微硬度和膜基结合力分别为2651 HV和59.2 N,显著高于TiAlN和CrAlN涂层。采用高温摩擦试验机评价了三种涂层的摩擦学性能,结果表明Cr Al N/TiAlN多涂层的摩擦性能优于TiAlN涂层和CrAlN涂层,室温下其平均摩擦因数和磨损率分别为0.603和2.92×10^(-6)mm^(3)(N·m)^(-1)。当温度增加到400℃时,Cr Al N/TiAlN涂层的平均摩擦因数进一步降低为0.467,磨损率增加至1.31×10^(-5)mm^(3)(N·m)^(-1)。铣削试验结果显示,TiAlN涂层刀具、CrAlN涂层刀具和Cr Al N/TiAlN涂层刀具的铣削寿命相对于无涂层刀具分别提升了80%、140%和200%,被加工样件的表面粗糙度分别降低至462 nm、415 nm和402 nm。研究结果表明Cr Al N/TiAlN涂层在现代切削加工领域有着良好的应用潜力。
