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PVD-TiAlN和PVD-TiAlSiN涂层氮化硅刀具的切削性能研究

发布时间:2019-01-12 07:24  文章来源:笔耕文化传播
【摘要】:采用物理气相沉积(Physical vapor deposition,PVD)工艺在氮化硅陶瓷刀具表面分别沉积Ti Al N和Ti Al Si N涂层。采用扫描电子显微镜(SEM)研究Ti Al N和Ti Al Si N涂层表面形貌和微观结构,X射线衍射仪(XRD)研究涂层晶体结构,显微硬度计表征涂层硬度。采用Ti Al N和Ti Al Si N涂层氮化硅刀具对灰铸铁进行连续干切削试验,分别研究Ti Al N和Ti Al Si N涂层对刀具寿命、磨损性能的影响,并探讨涂层刀具磨损机理。实验结果表明:Ti Al Si N涂层晶粒比Ti Al N涂层细小,从而具有更高的表面硬度。Ti Al N涂层可将氮化硅陶瓷刀具寿命提高50%左右,Ti Al Si N涂层可将刀具寿命提高1倍。切削过程中,Ti Al N涂层刀具在磨损初期的主要磨损机理是磨粒磨损和少量粘结磨损,而后转为严重的粘结磨损;而Ti Al Si N涂层刀具主要的磨损机制为磨粒磨损和粘结磨损。
[Abstract]:Ti Al N and Ti Al Si N coatings were deposited on silicon nitride ceramic tools by physical vapor deposition (Physical vapor deposition,PVD) process. The surface morphology and microstructure of Ti Al N and Ti Al Si N coatings were studied by scanning electron microscopy (SEM) (SEM), the crystal structure of the coatings was studied by X-ray diffraction (XRD), and the hardness of the coatings was characterized by microhardness meter. Continuous dry cutting experiments of gray cast iron were carried out by using Ti Al N and Ti Al Si N coated silicon nitride tools. The effects of Ti Al N and Ti Al Si N coatings on tool life and wear properties were studied, and the wear mechanism of coated tools was discussed. The experimental results show that the grain size of the: Ti Al Si N coating is smaller than that of the Ti Al N coating. Therefore, the. Ti Al N coating with higher surface hardness can increase the tool life of silicon nitride ceramic tools by about 50%, Ti Al Si N coating and double the tool life. The main wear mechanism of, Ti Al N coated tools in the cutting process is abrasive wear and a small amount of adhesive wear, and then serious adhesive wear, while the main wear mechanism of Ti Al Si N coated tools is abrasive wear and bond wear.
【作者单位】: 广东工业大学机电工程学院;
【基金】:广东省引进领军人才专项资金(400120001) 广东省教育厅学科建设(501120021)
【分类号】:TG71

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