【摘 要】
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目的 解决硬质合金刀具高速干切削难加工材料面临效率低、寿命短的难题,提升刀具涂层的耐热能力,在AlCrSiN涂层中周期性植入AlCrON热屏障层,并在其两侧沉积AlCrN层进行包夹,改善含氧层的韧性,既能保持涂层刀具较高的强度,又能改善其耐热能力.方法 采用全自动电弧离子镀膜机,研制具有不同调制周期的AlCrSiN/AlCrN/AlCrON/AlCrN多层复合涂层,分别利用划痕仪和纳米压痕仪测试多层复合涂层的力学性能,采用摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦学性能,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和
【机 构】
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天津职业技术师范大学 天津市高速切削与精密加工重点实验室,天津 300222
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目的 解决硬质合金刀具高速干切削难加工材料面临效率低、寿命短的难题,提升刀具涂层的耐热能力,在AlCrSiN涂层中周期性植入AlCrON热屏障层,并在其两侧沉积AlCrN层进行包夹,改善含氧层的韧性,既能保持涂层刀具较高的强度,又能改善其耐热能力.方法 采用全自动电弧离子镀膜机,研制具有不同调制周期的AlCrSiN/AlCrN/AlCrON/AlCrN多层复合涂层,分别利用划痕仪和纳米压痕仪测试多层复合涂层的力学性能,采用摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦学性能,使用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)和能谱仪(EDS)分析多层复合涂层的表面形貌、物相组成和化学成分.选用最佳调制周期工艺在硬质合金立铣刀表面沉积多层复合涂层,并与AlTiN涂层铣刀进行切削性能对比.结果 当涂层调制周期为300 nm时,涂层表面光滑致密,内部无明显的柱状晶粒,此时涂层的力学性能最佳,且摩擦系数和磨损率也最低.AlCrN涂层的包裹有效改善了AlCrON涂层的韧性和硬度,且随着调制周期的改变,涂层的力学性能和微观结构也随之变化.结论 针对淬硬钢干切削,与AlTiN涂层铣刀相比,AlCrSiN/AlCrN/AlCrON/AlCrN多层复合涂层刀具的切削温度更低,使用寿命更长.
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