多弧离子镀TiAlSiN梯度涂层制备及切削性能

• 作者: 张世宏 斯松华 梁加刚 汪鹏 蔡飞 许昌庆
• 来源期刊: 中国表面工程
• 学科: 工学
• 关键词: 多弧离子镀 TiAlSiN涂层 梯度涂层 切削性能
• 年，卷（期）: 2019,（2）
• 所属期刊栏目: 表面工程研究
• 页码范围: 34-43
• 页数: 10页
• 分类号: TG174.444
• 字数: 5472字
• 语种: 中文
• DOI: 10.11933/j.issn.1007-9289.20181107003

摘要

针对含Si超硬涂层与基体结合强度不足,切削过程中涂层易发生剥落从而导致涂层刀具切削性能低的问题,采用离子源增强的多弧离子镀技术在硬质合金刀具上制备了不同含Si层梯度结构的TiAlSiN梯度涂层.利用XRD、SEM、OM以及切削试验探讨不同含Si层梯度结构对涂层物相、表面形貌、膜基结合强度、摩擦磨损以及切削性能的影响.结果 显示:不同含Si层梯度结构的TiAlSiN涂层主要由固溶的(Ti,Al)N和(Al,Ti)N相组成.其中,低Si直接过渡的TiAlSiN涂层(S3)呈现出较高的硬度、良好的膜基结合力、较低的涂层残余应力和摩擦因数.铣削结果显示,涂层刀具的切削磨损机理主要表现为粘着磨损.当切削速度为80 m/min时,低Si过渡涂层(S3涂层)表现出更高的切削长度(925 m),显著高于S1涂层的525 m;当切削速度由80 m/min增加至110 m/min时,S3涂层切削长度增加到1650 m.对含Si刀具涂层进行梯度设计,可有效提高涂层的膜-基结合强度和涂层刀具的切削性能.