電弧離子鍍AlTiN涂層及其熱處理性能研究.pdf

1、表面工程作為一門新興的綜合性學(xué)科,近年來,在國內(nèi)外得到了迅速的發(fā)展。實(shí)踐表明,表面工程的運(yùn)用能有效改善材料的表面性能,提高生產(chǎn)力,節(jié)約資源。硬質(zhì)涂層因能顯著改善刀具的切削性能及工具的抗磨損性能,提高其使用壽命以及增加產(chǎn)品的美觀度而備受關(guān)注。
　　本論文采用多弧離子鍍技術(shù)在硬質(zhì)合金刀片上制備不同Al含量的TiAlN涂層和稀土TiAlN涂層,并探索TiAlN涂層和TiAlCeN涂層熱處理后的性能。采用BUEHLER-5103顯微硬度儀

2、、WS-2005劃痕試驗(yàn)機(jī)等分別研究了薄膜的硬度和膜基結(jié)合力;利用JSM-6701F掃描電子顯微鏡和INCA能譜儀對涂層表面形貌進(jìn)行觀察;使用X射線衍射(XRD)對薄膜的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征;在真空燒結(jié)脫脂一體爐中做涂層熱處理;采用CTX150數(shù)控萬能車床對涂層刀片的切削性能進(jìn)行了檢驗(yàn)。
　　(1)相同工藝參數(shù)下沉積的涂層,隨著涂層中的Al含量的提高,相結(jié)構(gòu)由發(fā)生轉(zhuǎn)變,晶格擇優(yōu)取向改變,涂層的硬度、結(jié)合強(qiáng)度和切削壽命隨著Al含量的增加先

3、升高后降低,這是由于涂層中Al含量的變化引起晶體結(jié)構(gòu)、擇優(yōu)取向的改變及內(nèi)應(yīng)力的變化等因素造成的。
　　(2)在電弧離子鍍沉積Ti-Al-N系涂層過程中,添加適量稀土Ce,可提高涂層的致密性,改善其耐磨性,使Ti-Al-N系涂層的膜/基結(jié)合力有所提高。在切削實(shí)驗(yàn)中,添加適量Ce且Al/Ti比為1:1的Ti(Al,Ce)N涂層的切削壽命能提高20-30％,高溫抗氧化性最好,顯示了稀土元素在耐熱涂層中的巨大潛力。
　　(3)對涂層