论文部分内容阅读
通过微观形貌、相组成分析、磨损试验、划痕试验并结合钻削试验，探讨了利用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术针对高速钢切削刀具用CrAlTiN梯度镀层工艺的优化。对优化后CrAlTiN镀层在不同温度热氧化试验后的性能、微观组织和相变进行了研究，进而分析了镀层氧化及产生高温耐磨性的机理。并对CrAlTiN镀层高速钢刀具的切削性能进行了对比实验。 研究表明，CrAlTiN镀层生长过程中当Cr、Al和Ti靶的电流达到最大值后，OEM值控制在58％附近时会得到最大的镀层生长效率，当镀层生长的偏压在-75V左右且控制镀层顶层沉积时的OEM值由58％到53％梯度递增时制备的镀层最适合高速钢切削刀具使用;CrTiAliN镀层在升温过程中存在相变行为，随着温度的升高，依次产生CrN、Cr2N相和AlN相、Cr2O3等相;相变的过程有利于镀层保持高温硬度、高温韧性和结合力等，从不同温度下镀层的氧化形貌及组织转变机理分析，CrTiAlN梯度镀层在≤900℃时有良好的热稳定性，可以保证M2高速钢+CrAlTiN镀层体系在低于800℃的温区内获得相当长时间的良性摩擦;用闭合场非平衡磁控溅射离子镀技术制备的CrTiAlN梯度镀层用于高速钢刀具，干式加工45钢、30CrMnSiA钢和D406高强度钢时与未镀层刀具相比寿命分别提高19、15.2和6倍，在乳化液条件下加工Cr18Ni9Ti不锈钢时，与未镀层刀具相比寿命提高200倍以上。具有推广应用价值。