本文關鍵詞：高速鋼刀具含Si多元復合涂層的制備及切削性能研究

  更多相關文章： PVD 刀具涂層 工藝成分 組織結構 高速切削

【摘要】：采用PVD多弧離子鍍技術,在高速鋼(W6Mo5Cr4V2)試樣片和高速鋼銑刀表面沉積含Si多元復合涂層。改變合金靶的成分和PVD沉積工藝來控制涂層的成分和結構,采用X射線衍射儀、掃描電鏡分析涂層的組織結構;采用納米壓痕儀、劃痕儀、POD摩擦磨損機研究涂層的力學性能;通過切削實驗研究涂層刀具的磨損形貌及涂層失效機理。主要結論如下:(1)含Si多元復合涂層的主要相結構為fcc-CrN相,涂層中Al以AlN相或(Cr,Al)N固溶體存在;Cr以Cr2N相或純Cr相存在;Ti和Si主要以TiN相和非晶態(tài)Si3N4相存在。(2)涂層表面均存在富含Al,Ti,Cr等金屬元素顆粒和淺坑。AlCr TiSiN-3涂層、AlCr TiSiN-6涂層與基體的結合性能較好,壓痕周圍不產生裂紋和剝落,膜基結合力分別為67 N和60 N。(3)低鋁沉積AlCrTiSiN-3涂層的摩擦系數相對較低為0.48,高鋁沉積AlCr TiSiN-6涂層的摩擦系數最低僅為0.42,磨損率最小,磨損形貌較為光滑,耐磨性最好。(4)在涂層刀具切削壽命測試中,AlCr TiSiN-3涂層、AlCr TiSiN-6涂層的切削壽命較高,切削長度分別為12.0 m和13.2 m,AlCrTiSiN-6涂層切屑表面較為光潔,加工面較平整,粗糙度為1.35μm。(5)涂層刀具的磨損機理主要表現為磨粒磨損和粘著磨損,同時還伴隨著氧化磨損。
【關鍵詞】：PVD 刀具涂層 工藝成分 組織結構 高速切削
【學位授予單位】：安徽工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.4
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 引言8-9
• 第一章 緒論9-22
• 1.1 刀具涂層的研究現狀及分類9-11
• 1.1.1 普通硬質涂層9-10
• 1.1.2 超硬涂層10-11
• 1.1.3 納米復合涂層和納米復合多層涂層11
• 1.2 多弧離子鍍技術11-14
• 1.2.1 鍍膜設備11-12
• 1.2.2 多弧離子鍍技術的工作原理12
• 1.2.3 多弧離子鍍技術的工藝參數12-14
• 1.2.4 多弧離子鍍技術在刀具涂層中的應用14
• 1.3 涂層刀具的切削壽命及其磨損機理研究14-16
• 1.3.1 涂層刀具的切削壽命研究14-15
• 1.3.2 涂層刀具的磨損機理研究15-16
• 1.4 刀具涂層技術的研究現狀和發(fā)展前景16-20
• 1.4.1 刀具涂層技術的研究現狀16-17
• 1.4.2 刀具涂層技術的發(fā)展前景17-20
• 1.5 本論文主要研究內容及研究意義20-22
• 1.5.1 本論文主要研究內容20
• 1.5.2 本論文主要研究意義20-22
• 第二章 試驗材料與試驗方法22-30
• 2.1 試樣前處理和涂層制備22-24
• 2.1.1 試樣前處理22
• 2.1.2 涂層制備22-24
• 2.2 涂層的性能表征24-28
• 2.2.1 涂層化學成分、物相及形貌分析24-25
• 2.2.2 涂層性能測試25-28
• 2.3 涂層刀具切削性能測試28-30
• 第三章 低鋁含Si多元復合刀具涂層組織結構和切削性能30-47
• 3.1 涂層的物相及表面形貌分析31-35
• 3.1.1 涂層的物相分析31-33
• 3.1.2 涂層的表面形貌分析33-35
• 3.2 涂層的力學性能分析35-40
• 3.2.1 涂層的結合強度分析35-36
• 3.2.2 涂層的納米壓痕實驗分析36-37
• 3.2.3 涂層的摩擦磨損性能分析37-40
• 3.3 涂層的切削壽命及切削機理研究40-46
• 3.3.1 涂層的切削壽命40-41
• 3.3.2 涂層的切削機理研究41-46
• 3.4 小結46-47
• 第四章 高鋁含Si多元復合刀具涂層組織結構和切削性能47-66
• 4.1 涂層的物相及表面形貌分析48-51
• 4.1.1 涂層的物相分析48-49
• 4.1.2 涂層的表面形貌分析49-51
• 4.2 涂層的力學性能分析51-59
• 4.2.1 涂層的結合強度分析51-53
• 4.2.2 涂層的納米壓痕實驗分析53-54
• 4.2.3 涂層的摩擦磨損性能分析54-59
• 4.3 涂層的切削壽命及切削機理研究59-65
• 4.3.1 涂層的切削壽命59-60
• 4.3.2 涂層的切削機理研究60-65
• 4.4 小結65-66
• 第五章 結論66-67
• 參考文獻67-71
• 在校研究成果71-72
• 致謝72

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