硬質合金刀具離子鍍TiAlN鍍層結構及性能研究.pdf

1、本文以YG8硬質合金刀具為基體，采用多弧真空離子鍍制備以TiN為過渡層的TiA lN梯度涂層為研究對象，深入研究工藝參數(shù)對涂層性能的影響。本文實驗制備TiA lN/TiN膜層時所采用的靶材為工業(yè)級純鈦靶和Ti:Al為1:1的合金靶材，鍍膜參數(shù)為沉積溫度50～250℃，基體負偏壓50～250V，鈦靶電流60A，合金靶電流50 A， N2分壓0.6～1.0Pa，鍍制時間60min。
　　經(jīng)試驗研究結果表明：工藝參數(shù)明顯影響涂層的表面形

2、貌和涂層的厚度，過高或過低的基體偏壓會都會使膜層表面出現(xiàn)大的顆粒熔滴和凹坑，導致表面不平整，涂層的表面顆粒尺寸先隨著偏壓增加而增大，當超過一定值隨偏壓增大而變小；氮氣分壓對表面形貌的影響不是很明顯；沉積溫度的影響顯著，隨著沉積溫度增加，涂層表面趨向于更加平整，且涂層晶粒尺寸減小，排列更加緊密。工藝參數(shù)對涂層厚度也有明顯影響，隨著偏壓的增加和氮氣分壓的升高，涂層厚度均相應的減小。對于涂層，厚度太大或太小均有損涂層的性能，過大的涂層厚度會導

3、致更大的涂層殘余應力，影響涂層與基體的結合強度，過小的涂層厚度耐磨性要差。
　　根據(jù)顯微硬度和涂層結合力的正交試驗，論文分析了工藝參數(shù)對涂層顯微硬度和涂層結合力的影響，研究表明，在所選定的工藝參數(shù)當中，影響涂層顯微硬度的主次順序是：R負偏壓＞R沉積溫度＞R氮氣分壓，影響涂層膜基結合力的主次順序是：R沉積溫度＞R負偏壓＞R氮氣分壓。
　　通過對較優(yōu)參數(shù)所得試件的切削試驗和摩擦磨損試驗可知， TiA lN涂層能明顯改善刀具的切削