金剛石涂層刀具切削性能的研究報告(編輯修改稿)
2025-02-14 23:33 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 法以及產(chǎn)生等離子體的方法不同而使得成膜速度和膜層質(zhì)量存在差異 。新型涂層材料：刀具涂層材料出現(xiàn)了很多新種類: TiCN 基新涂層兼有 TiC 和 TiN 涂層良好的韌性和硬度 , 比常用的 TiN 刀具耐用度高 2～ 4 倍 [ 11 ] 。此外 ,以 TiCN 基的多元成分新涂層材料如( Ti , Zr) CN 、( Ti, Al)CN 、 ( Ti, Si) CN 等紛紛出現(xiàn)[ 12]。AlON 涂層刀具產(chǎn)生的月牙洼磨損極小[ 13]。TiAlN 有很高的高溫硬度和優(yōu)良的抗氧化能力 , 涂層硬度高, 抗氧化性能好 ,切削性能優(yōu)于 TiN 涂層 ,用于加工航天合金材料時的刀具壽命可提高 1 ～ 4 倍。CrC 和 CrN 涂層是無鈦涂層 , 可有效地切削鈦和鈦合金以及鋁合金等其它軟材料 。另外,Hf 、Zr 、Ta 的碳化物與氮化物 ,Hf 、Zr 、 Ti 、 N 、Ta 的硼化物 ,Hf 、 Zr 、Ti 、 Be的氧等涂層材料均成功采用 。值得一提的是美國 Multi Scientific Coating 公司的類金剛石的碳涂層,使用熱陰極蒸發(fā)技術(shù)把碳沉積到刀具表面后 , 類金剛石碳涂層和基體結(jié)合良好 ,有很多金剛石相似的性能 ,有高的耐磨性和低的摩擦系數(shù) 。其它 ZrN , TiZrN 類金剛石膜涂層( DLC) 的應(yīng)用范圍也不斷拓展, 主要用于加工有色合金。氮化鋁鈦涂層也由原先常使用的 Ti 0. 75 Al 0. 25 N轉(zhuǎn)化為優(yōu)先使用 Ti 0 . 5 Al 0. 5 N , Ti 0 . 5 Al 0. 5 N涂層抗氧化溫度為 700℃, 在空氣中加熱會在表面產(chǎn)生一層非晶態(tài) Al 2 O 3 薄膜,可以對涂層起保護(hù)作用日本不二越公司開發(fā)出一種稱為 SG 的新型涂層,它由 TiN 、TiCN 及 Ti 系膜三層組成, 耐磨性優(yōu)于 TiN 涂層 , 且涂層與基體的結(jié)合強(qiáng)度高, 表層為Ti 系特殊膜層 ,具有極好的耐熱性 。瑞士還開發(fā)出一種稱為”MOVIC”軟涂層的新工藝 ,即在刀具表面涂復(fù)一層固體潤滑膜二硫化鉬 ,刀具切削壽命數(shù)倍增加 , 且能獲得優(yōu)良的加工表面。其它硫族元素如 WS 2 等軟涂層也取得了一定進(jìn)展。這些軟涂層在加工高強(qiáng)度鋁合金和貴重金屬方面有良好的應(yīng)用前景。近年來,高硬度的涂層開始出現(xiàn)。包括立方氮化硼( CBN) 涂層 、 氮化碳( CN X ) 、多晶氮化物超點陣涂層等。CBN 涂層硬度達(dá) 5200kgf/mm 2 , 僅次于金剛石, 可有效的切削淬火鋼和其它難加工合金 。如果氮化碳( CN X ) 涂層能夠形成 β C 3 N 4 , 理論上可以計算出其硬度將超過金剛石 [ 16] 。已經(jīng)有氮化碳合成的報道 [ 17] 。多晶氮化物超點陣涂層是一種很有希望的新型刀具涂層, 多晶 TiN/NbN 和 TiN/VN超點陣涂層的硬度分別為5200kgf/mm2和 5600kgf/mm 2 ,超點陣涂層由于層內(nèi)或?qū)娱g位錯困難導(dǎo)致其硬度很高。新的涂層工藝方法：隨著涂層技術(shù)的發(fā)展 ,出現(xiàn)了綜合 PVD 和CVD的PACVD 法, 另外, 還有離子束濺射方法,中能離子束輔助沉積技術(shù)( IBAD) 也可用于涂層, 離子束輔助沉積兼有氣相沉積與離子注入的優(yōu)點 。等離子輔助化學(xué)氣相沉積( PCVD) 利用等離子體來促進(jìn)化學(xué)反應(yīng), 可使沉積溫度降低到 200～ 500℃。Sol Gel 法由于其自
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