發(fā)布時(shí)間：2017-07-21 00:23

  本文關(guān)鍵詞：硬質(zhì)合金表面沉積Ti-Si-C涂層的基礎(chǔ)研究

  更多相關(guān)文章： 硬質(zhì)合金 Ti-Si-C 涂層 熱應(yīng)力

【摘要】：硬質(zhì)合金是現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用最廣的刀具材料,提高硬質(zhì)合金刀具表面耐磨性和降低表面摩擦系數(shù)可使其具有更好的切削性能。在硬質(zhì)合金表面施加涂層是提高硬質(zhì)合金刀具性能的有效手段。C基涂層與Me-Si-C系列涂層具有低摩擦系數(shù)的特點(diǎn),其耐磨性良好,是一類優(yōu)秀的耐磨涂層材料。目前Me-Si-C系列涂層中的Ti-Si-C三元涂層最為受到人們的矚目,將Ti-Si-C涂層用于硬質(zhì)合金刀具涂層有利于提高硬質(zhì)合金刀具的性能。為解決Ti-Si-C在硬質(zhì)合金刀具涂層領(lǐng)域應(yīng)用的基礎(chǔ)問(wèn)題,本文開(kāi)展了Ti-Si-C涂層制備的實(shí)驗(yàn)設(shè)備改造、涂層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、涂層制備工藝等方面的研究。論文的主要研究工作和成果如下:1.根據(jù)Ti-Si-C涂層制備的特點(diǎn)與使用要求,確定了Ti-Si-C涂層制備設(shè)備的改造原則,制定了設(shè)備的改造方案,在此基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)了氣路結(jié)構(gòu),實(shí)現(xiàn)了對(duì)改造系統(tǒng)的氣體流量、氣體組分等參數(shù)的自動(dòng)控制。改造后的涂層沉積設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定,可滿足Ti-Si-C涂層制備需求。2.使用有限元對(duì)硬質(zhì)合金表面制備Ti-Si-C涂層的熱應(yīng)力進(jìn)行了研究,并從熱應(yīng)力緩和的角度對(duì)硬質(zhì)合金表面Ti-Si-C涂層進(jìn)行了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。3.開(kāi)展了硬質(zhì)合金表面制備Ti-Si-C涂層的實(shí)驗(yàn)研究。研究了沉積溫度、沉積氣壓以及四甲基硅烷流量對(duì)硬質(zhì)合金基體表面Ti-Si-C涂層生長(zhǎng)的影響。通過(guò)實(shí)驗(yàn)找到合適的工藝參數(shù),在硬質(zhì)合金表面制備出Ti-Si-C涂層。使用SEM、EDS及XPS等分析技術(shù)對(duì)Ti-Si-C涂層進(jìn)行了分析,為Ti-Si-C涂層在刀具涂層方面的應(yīng)用奠定基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：硬質(zhì)合金 Ti-Si-C 涂層 熱應(yīng)力
【學(xué)位授予單位】：南京航空航天大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-12
• 注釋表12-13
• 第一章 緒論13-23
• 1.1 引言13
• 1.2 硬質(zhì)合金的應(yīng)用13-14
• 1.3 硬質(zhì)合金表面強(qiáng)化技術(shù)14-16
• 1.3.1 離子束輻照14
• 1.3.2 強(qiáng)流脈沖荷電離子束技術(shù)14-15
• 1.3.3 離子注入15
• 1.3.4 激光處理15-16
• 1.4 硬質(zhì)合金涂層16-20
• 1.4.1 硬質(zhì)合金涂層的發(fā)展與現(xiàn)狀16-18
• 1.4.2 硬質(zhì)合金涂層的制備方法18-20
• 1.5 Ti-Si-C涂層20-22
• 1.5.1 Ti-Si-C涂層的特點(diǎn)20-21
• 1.5.2 Ti-Si-C涂層的發(fā)展現(xiàn)狀及應(yīng)用21-22
• 1.6 研究的意義和內(nèi)容22-23
• 第二章 實(shí)驗(yàn)條件及測(cè)試方法23-32
• 2.1 引言23
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料的選擇23-24
• 2.3 實(shí)驗(yàn)設(shè)備的改造24-29
• 2.3.1 實(shí)驗(yàn)設(shè)備24-25
• 2.3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備改造的要求和改造內(nèi)容25-26
• 2.3.3 設(shè)備氣路的改造設(shè)計(jì)26-29
• 2.3.4 實(shí)驗(yàn)所需各設(shè)備29
• 2.4 涂層性能的評(píng)價(jià)方法29-31
• 2.4.1 表面形貌29-30
• 2.4.2 滲層成分與物相30
• 2.4.3 滲層的硬度30
• 2.4.4 涂層的膜基結(jié)合性能30-31
• 2.4.5 涂層的摩擦磨損性能31
• 2.5 本章小結(jié)31-32
• 第三章Ti-Si-C涂層熱應(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)32-47
• 3.1 引言32
• 3.2 涂層中的殘余應(yīng)力32-33
• 3.2.1 殘余應(yīng)力的產(chǎn)生32
• 3.2.2 熱應(yīng)力及本征應(yīng)力32-33
• 3.3 熱應(yīng)力的計(jì)算理論33-36
• 3.3.1 有限元分析簡(jiǎn)介33
• 3.3.2 三種傳熱方式33-34
• 3.3.3 Ti-Si-C涂層熱應(yīng)力計(jì)算34-36
• 3.4 仿真模型的建立36-39
• 3.5 熱應(yīng)力分析及結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)39-46
• 3.5.1 襯底傳熱對(duì)熱應(yīng)力的影響39-41
• 3.5.2 涂層厚度對(duì)熱應(yīng)力的影響41-43
• 3.5.3 沉積溫度對(duì)熱應(yīng)力的影響43-44
• 3.5.4 涂層成分對(duì)熱應(yīng)力的影響44-46
• 3.5.5 熱應(yīng)力角度的涂層結(jié)構(gòu)參數(shù)的選擇46
• 3.6 本章小結(jié)46-47
• 第四章 硬質(zhì)合金基體Ti-Si-C涂層制備工藝47-69
• 4.1 引言47
• 4.2 HFCVD法Ti-Si-C涂層的制備原理47-48
• 4.3 Ti-Si-C涂層的制備實(shí)驗(yàn)48-50
• 4.3.1 硬質(zhì)合金基體表面預(yù)處理48
• 4.3.2 熱絲的選擇和預(yù)處理48-49
• 4.3.3 實(shí)驗(yàn)步驟和流程49-50
• 4.4 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析50-68
• 4.4.1 沉積溫度的影響50-57
• 4.4.2 沉積氣壓的影響57-62
• 4.4.3 TMS流量的影響62-68
• 4.5 本章小結(jié)68-69
• 第五章 總結(jié)與展望69-71
• 5.1 總結(jié)69-70
• 5.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-76
• 致謝76-77
• 在學(xué)期間的研究成果及發(fā)表的學(xué)術(shù)論文77

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