ZrTiN涂層刀具的制備及切削性能研究.pdf

1、三元涂層引入了兩種過渡金屬,結(jié)合固溶強化的機制使得涂層在硬度、結(jié)合力、耐磨性和高溫抗氧化性等方面具有比二元涂層更優(yōu)越的性能。本文成功開發(fā)出三元ZrTiN系列涂層刀具,并對其制備工藝、物理機械性能、切削性能和磨損機理進行了系統(tǒng)研究。
　　 采用脈沖偏壓輔助沉積多弧離子鍍并結(jié)合離子轟擊工藝在YT15刀具基體上制備出ZTG(ZrTiN/ZrTi/Ti+YT15)、ZTF(ZrN/TiN/Ti+YT15)和ZT(ZrTiN+YT15)三

2、種涂層刀具,系統(tǒng)分析了不同工藝參數(shù)對涂層性能的影響,并確定了各涂層刀具的最佳制備工藝參數(shù)。對于ZTG涂層刀具為:zr靶電流110 A、Ti靶電流70 A、氮氣流量140 sccm.、基體負偏壓250 V、沉積溫度200℃、沉積時間75 min,過渡層的基體負偏壓150 V,沉積時間5 min;對于ZT涂層刀具為:Zr靶電流110 A,Ti靶電流70 A,氮氣流量100 sccm,沉積時間75 min,沉積溫度200℃,基體負偏壓250

3、V;對于ZTF涂層刀具為:Zr靶電流為90 A,Ti靶電流為80 A,氮氣流量140 sccm,沉積時間75 min,沉積溫度200℃,基體負偏壓250 V。
　　 對ZrTiN系列涂層刀具的切削性能進行車削試驗研究,并與TiN涂層刀具和未涂層YT15刀具對比,結(jié)果發(fā)現(xiàn):各向力隨著各工藝參數(shù)的增加逐漸增大,在同樣切削條件下,按照切削力從小到大的順序,五種刀具可以排序為:ZTG＜ZTF＜ZT＜TN＜YT15;切削速度對切削溫度影響

4、顯著,在相同切削參數(shù)下,五種刀具的切削溫度從高到低的順序為:YT15＞TN＞ZT＞ZTG＞ZTF;加工表面粗糙度受切削速度和進給量的影響要明顯于背吃刀量,相同切削參數(shù)條件下,五種刀具的加工表面粗糙度按從大到小的順序可以排列為:YT15＞ZTF＞ZT＞TN＞ZTG。
　　 對ZrTiN系列涂層刀具的磨損性能和磨損機理進行試驗研究,并與TiN涂層刀具和未涂層YT15刀具進行對比。結(jié)果表明:五種刀具后刀面的磨損量從大到小可以排序為:Y