隨著械加工朝著高速、高精度、高效和環(huán)保等方面發(fā)展,改善現(xiàn)有刀具是一項(xiàng)有重大意義的任務(wù)。刀具涂層可顯著提升刀具切削性能,通過在刀具表面沉積一層或多層硬度高、耐磨性好、抗氧化能力強(qiáng)的涂層,可以極大的提升刀具的使用壽命和加工效率。目前,刀具涂層正朝著多元化、復(fù)合化、納米化和低溫沉積的方向發(fā)展,PVD工藝已成為主流技術(shù)。與納米多層膜相比,納米復(fù)合刀具涂層應(yīng)用范圍更廣,實(shí)用性更強(qiáng)。基于上述背景,本文采用高功率脈沖磁控濺射與脈沖直流磁控共濺射復(fù)合技術(shù)制備Zr-B-O-N刀具涂層,通過系統(tǒng)研究氧含量對(duì)涂層生長(zhǎng)、高溫下組織結(jié)構(gòu)演變、力學(xué)性能、摩擦磨損性能、抗氧化能力和涂層刀具切削性能等方面的影響,搞清楚Zr-B-O-N涂層組織結(jié)構(gòu)的生成規(guī)律、在高溫下的演變規(guī)律,與此相關(guān)的力學(xué)性能、摩擦學(xué)行為和切削性能的變化規(guī)律,以及氧元素對(duì)Zr-B-O-N涂層組織結(jié)構(gòu)和性能的影響機(jī)理。Zr-B-O-N涂層的表面和斷面形貌由掃描電子顯微鏡(SEM)和超景深顯微鏡觀察;成分由能譜儀(EDX)進(jìn)行分析;物相組成采用X射線衍射儀進(jìn)行測(cè)試;硬度和彈性模量采用納米壓痕儀和顯微硬度計(jì)測(cè)量;內(nèi)應(yīng)力由薄膜應(yīng)力儀測(cè)量;摩擦學(xué)性能由摩擦磨...

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
中文摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 涂層技術(shù)概述
        1.2.1 氣相沉積技術(shù)
        1.2.2 物理氣相沉積技術(shù)(PVD)
        1.2.3 高功率脈沖磁控濺射技術(shù)(HiPMIS)
    1.3 涂層刀具及加工技術(shù)概述
        1.3.1 刀具及高速切削技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
        1.3.2 刀具涂層的發(fā)展
    1.4 本課題研究方法
    1.5 本課題主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)過程
    2.1 制備Zr-B-O-N涂層所用實(shí)驗(yàn)設(shè)備
    2.2 制備Zr-B-O-N涂層所用材料和實(shí)驗(yàn)步驟
        2.2.1 靶材及其布局
        2.2.2 基片預(yù)處理及實(shí)驗(yàn)步驟
    2.3 Zr-B-O-N涂層表征和性能測(cè)試
        2.3.1 涂層微觀結(jié)構(gòu)及成分測(cè)試
        2.3.2 涂層力學(xué)性能測(cè)試
        2.3.3 涂層摩擦磨損性能測(cè)試
        2.3.4 涂層熱處理實(shí)驗(yàn)
    2.4 Zr-B-O-N刀具涂層性能測(cè)試
    2.5 本章小結(jié)
第3章 Zr-B-O-N涂層的微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能及摩擦學(xué)行為分析
    3.1 Zr-B-O-N涂層微觀結(jié)構(gòu)
        3.1.1 Zr-B-O-N涂層沉積速率
        3.1.2 Zr-B-O-N涂層成分
        3.1.3 Zr-B-O-N涂層XRD
        3.1.4 Zr-B-O-N涂層表面和截面形貌
    3.2 Zr-B-O-N涂層力學(xué)性能
        3.2.1 Zr-B-O-N涂層殘余應(yīng)力
        3.2.2 Zr-B-O-N涂層硬度與彈性模量
    3.3 Zr-B-O-N涂層摩擦磨損性能
        3.3.1 Zr-B-O-N涂層摩擦系數(shù)
        3.3.2 Zr-B-O-N涂層磨損率
        3.3.3 Zr-B-O-N涂層磨損形貌
    3.4 本章小結(jié)
第4章 Zr-B-O-N涂層熱處理后微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能分析
    4.1 不同氧氣流量比沉積Zr-B-O-N涂層熱處理
        4.1.1 XRD
        4.1.2 表面和截面形貌
        4.1.3 顯微硬度
    4.2 不同溫度熱處理后的Zr-B-O-N涂層
        4.2.1 涂層成分
        4.2.2 XRD
        4.2.3 表面和截面形貌
        4.2.4 顯微硬度
        4.2.5 殘余應(yīng)力
    4.3 本章小結(jié)
第5章 Zr-B-O-N刀具涂層制備及切削實(shí)驗(yàn)
    5.1 刀具涂層制備
    5.2 刀具涂層切削性能測(cè)試分析
    5.3 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 未來展望
參考文獻(xiàn)
致謝
申請(qǐng)學(xué)位期間的研究成果及發(fā)表的論文



本文編號(hào)：3849348