隨著機(jī)械制造業(yè)向半自動(dòng)化、全自動(dòng)化方向迅猛發(fā)展,特別是各種車(chē)床、數(shù)控機(jī)床、磨床、銑床等廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活中,而這些機(jī)械加工的核心零部件就是刀具。所以刀具的使用壽命對(duì)機(jī)器的正常工作和運(yùn)行起著主導(dǎo)作用。這就要求其應(yīng)具備良好的摩擦磨損性能以及優(yōu)良的切削性能,滿(mǎn)足工業(yè)化需求,節(jié)約生產(chǎn)成本。如何有效延長(zhǎng)刀具的使用壽命、增強(qiáng)切削性能成為現(xiàn)代制造業(yè)的研究熱門(mén)。本文選用H13鋼刀具作為試驗(yàn)研究對(duì)象,使用射頻磁控濺射法在基底表面沉積Al₂O₃薄膜。首先利用單因素分析法探索本底真空度、靶功率、工作氣壓、O₂流量對(duì)Al₂O₃薄膜沉積速率及性能的作用,縮小各因素的工藝范圍。其次為了獲得Al₂O₃薄膜制備路徑的最佳工藝參數(shù),使用正交試驗(yàn)法,研究三因素三水平對(duì)薄膜性能的影響。再用極差法探討其對(duì)沉積速率的影響順序及各因素各水平的變化對(duì)試驗(yàn)指標(biāo)影響程度。通過(guò)綜合平衡法分析得到最佳優(yōu)化路徑后,使用掃描電鏡觀察涂層表面形貌并進(jìn)行能譜分析,檢驗(yàn)最優(yōu)工藝參數(shù)合理性。最后利用...

【文章頁(yè)數(shù)】：82 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 Al₂O₃ 薄膜的概述
        1.2.1 Al₂O₃ 材料的特性
        1.2.2 Al₂O₃ 薄膜的應(yīng)用
    1.3 Al₂O₃ 薄膜的研究現(xiàn)狀與發(fā)展
        1.3.1 Al₂O₃ 薄膜的國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.3.2 Al₂O₃ 薄膜的國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.4 Al₂O₃ 薄膜的制備方法
        1.4.1 物理氣相沉積(PVD)技術(shù)
        1.4.2 化學(xué)氣相沉積(CVD)技術(shù)
    1.5 薄膜的檢測(cè)技術(shù)
        1.5.1 結(jié)構(gòu)分析
        1.5.2 薄膜硬度測(cè)量
    1.6 刀具切削要求及基底材料特性
    1.7 本文的目的意義、結(jié)構(gòu)及研究?jī)?nèi)容
        1.7.1 研究工作的目的和意義
        1.7.2 本文的結(jié)構(gòu)及主要研究?jī)?nèi)容
第二章 磁控濺射試驗(yàn)設(shè)備和Al₂O₃ 涂層制備要求
    2.1 Al₂O₃ 薄膜濺射原理
    2.2 試驗(yàn)設(shè)備及材料
    2.3 薄膜沉積過(guò)程的形成原理
    2.4 磁控濺射試驗(yàn)設(shè)備系統(tǒng)簡(jiǎn)介
        2.4.1 射頻磁控濺射系統(tǒng)
        2.4.2 磁控濺射制備Al₂O₃ 薄膜的操作步驟
    2.5 基底的清洗方法
    2.6 Al₂O₃ 薄膜的制備要求
    2.7 本章小結(jié)
第三章 制備Al₂O₃ 薄膜及設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)
    3.1 正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)法
    3.2 磁控濺射Al₂O₃ 薄膜的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)
    3.3 薄膜性能的表征
        3.3.1 膜厚的測(cè)定
        3.3.2 表面粗糙度的測(cè)定
        3.3.3 硬度的測(cè)定
        3.3.4 表面形貌與顯微結(jié)構(gòu)分析
        3.3.5 物相及晶粒度檢測(cè)
    3.4 本章小結(jié)
第四章 工藝參數(shù)對(duì)沉積Al₂O₃ 薄膜性能的影響
    4.1 本底真空度與Al₂O₃ 涂層沉積速率的關(guān)系
    4.2 靶功率與Al₂O₃ 薄膜性能的關(guān)系
        4.2.1 靶功率與Al₂O₃ 涂層表面粗糙度的關(guān)系
        4.2.2 靶功率與Al₂O₃ 涂層沉積速率的關(guān)系
    4.3 氧氣流量與Al₂O₃ 薄膜性能的關(guān)系
        4.3.1 O2 流量與Al₂O₃ 涂層表面粗糙度的關(guān)系
        4.3.2 O2 流量與Al₂O₃ 涂層沉積速率的關(guān)系
    4.4 工作氣壓與Al₂O₃ 薄膜性能的關(guān)系
        4.4.1 工作氣壓與Al₂O₃ 涂層表面粗糙度的關(guān)系
        4.4.2 工作氣壓與Al₂O₃ 涂層沉積速率的關(guān)系
    4.5 本章小結(jié)
第五章 Al₂O₃ 薄膜正交試驗(yàn)的結(jié)果分析及性能檢測(cè)
    5.1 射頻磁控濺射Al₂O₃ 涂層的正交試驗(yàn)設(shè)計(jì)與分析
        5.1.1 制備正交試驗(yàn)方案及結(jié)果表征
        5.1.2 正交試驗(yàn)結(jié)果的極差分析
    5.2 目標(biāo)參數(shù)選擇與薄膜制備
    5.3 最佳工藝參數(shù)下沉積Al₂O₃ 薄膜SEM觀測(cè)與能譜分析
    5.4 退火溫度對(duì)Al₂O₃ 涂層微觀結(jié)構(gòu)和性能的影響
        5.4.1 不同退火溫度下膜厚對(duì)Al₂O₃ 涂層結(jié)構(gòu)的影響
        5.4.2 不同退火溫度下膜厚對(duì)Al₂O₃ 薄膜顯微硬度的影響
        5.4.3 同一膜厚下退火溫度對(duì)Al₂O₃ 涂層性能的影響
        5.4.4 同一膜厚下退火溫度對(duì)Al₂O₃ 涂層的SEM分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論與展望
    6.1 結(jié)論
    6.2 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間取得的研究成果



本文編號(hào)：3780585