高能离子刻蚀前处理对AlTiSiN涂层切削性能的影响

• 作者: 张世宏 梁加刚 王标 蔡飞 许昌庆 高营
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: AlTiSiN涂层 离子源清洗 结合强度 切削
• 年，卷（期）: 2019,（4）
• 所属期刊栏目: 专题——刀具表面硬质涂层技术
• 页码范围: 145-151
• 页数: 7页
• 分类号: TG174.444
• 字数: 2711字
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.04.021

摘要

目的 提高AlTiSiN涂层与刀具基材的结合强度,降低涂层表面的粗糙度,减少切削过程中涂层的剥落,改善涂层刀具的切削寿命.方法 采用离子源增强的多弧离子镀设备刻蚀清理基体材料,并制备AlTiSiN涂层.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、粗糙度仪、划痕仪和铣削实验探讨涂层沉积前不同Ar离子刻蚀清洗工艺对AlTiSiN涂层结构、膜基结合力和涂层表面形貌的的影响,探究不同刻蚀清洗工艺对涂层刀具切削机理和切削性能的影响.结果 AlTiSiN涂层的相结构主要由(Al,Ti)N固溶体相组成,涂层沿着基体呈现柱状生长.随着高能Ar离子刻蚀电流由40 A增加至100 A,涂层的表面粗糙度降低,Ra值由140 nm降至69 nm,Sq值由226 nm降至117 nm;涂层与基体之间的结合强度增加,Lc2由41 N增加至52 N;切削加工DC53模具钢结果显示,当清洗电流增加至100 A,涂层的剥落几率降低,涂层刀具的切削寿命增加,由11 m增加至23 m.结论 高能离子刻蚀前处理过程可有效增加涂层与基体之间的结合强度,降低涂层表面粗糙度,进而提高涂层刀具的切削寿命.刻蚀清洗所用电流强度越大,清洗效果越好,刀具涂层切削性能提高越明显.