(Ti,Al,Zr)N涂層高速鋼刀具沉積工藝及切削性能研究.pdf

1、基于（TiAlZr)N硬質(zhì)復(fù)合膜實(shí)驗(yàn)室研究的相關(guān)數(shù)據(jù)，通過對(duì)其進(jìn)一步的研究得出在高速鋼上沉積的最佳工藝。然后利用最佳工藝制備（TiAlZr)N涂層高速鋼刀具，并進(jìn)行實(shí)際的切削試驗(yàn)，以期確定（TiAlZr)N涂層刀具的性能優(yōu)勢。
　　本試驗(yàn)運(yùn)用多弧離子鍍技術(shù)，應(yīng)用了兩種靶材分別是TiAl合金靶和純Zr靶，選用的基片材料為W2Mo9Cr4VCo8（美國牌號(hào)：M42）和W6Mo5Cr4V（美國牌號(hào)M2）高速鋼白鋼刀片。通過改變沉積偏壓以

2、及兩個(gè)靶的電流，制備出一系列（TiAlZr)N復(fù)合膜層。對(duì)所有涂層基片進(jìn)行性能檢測，得到涂層硬度、膜/基結(jié)合力、抗熱震、耐磨性等綜合性能最好的涂層基片，并確定相應(yīng)的最優(yōu)沉積工藝參數(shù)。
　　運(yùn)用所獲得的該優(yōu)化沉積工藝參數(shù)在M42鉆頭、M2銑刀上沉積（TiAlZr)N膜層。鍍膜刀具分別采用直徑為8mm的M42高速鋼鉆頭和直徑為10mm的M2端面銑刀。將制備出的涂層刀具與未鍍膜的刀具在普通45＃鋼（硬度：30HRC）和特殊熱處理45＃鋼

3、（硬度：40HRC）上分別進(jìn)行實(shí)際的切削性能對(duì)比，主要觀察涂層刀具對(duì)加工表面質(zhì)量的提高、對(duì)比未鍍膜刀具壽命的提高和刀具鍍膜后提高刀具加工范圍的效果。
　　試驗(yàn)研究表明，制備的(TiAlZr)N硬質(zhì)復(fù)合膜為B1-NaCl型的面心立方結(jié)構(gòu)，膜層均為梯度成分硬質(zhì)膜，膜層顯微硬度能達(dá)到3800-4000HV，膜/基附著力能超過170N。
　　以優(yōu)化的沉積工藝制備的M42、M2(TiAlZr)N涂層鉆頭和涂層銑刀的切削加工性能比未鍍膜