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金属切削工艺的快速发展对切削刀具提出了越来越高的技术要求,涂层刀具的出现则实现了传统刀具的综合改性,能有效提升加工效率与加工精度,延长刀具使用寿命,降低生产成本。因此,高性能涂层刀具的制备显得尤为重要。本文采用脉冲偏压多弧离子镀法在YT14硬质合金基体上制备TiAlN涂层硬质合金刀具。采用单因素试验法深入分析基体负偏压、脉冲偏压占空比、弧电流、氮气分压和沉积温度对TiAlN涂层厚度、表面形貌、纳米硬度以及结合强度等性能的影响规律,从而实现对制备工艺参数的优化。优化后的工艺参数组合为：基体负偏压-50V,脉冲偏压占空比50%,弧电流95A,氮气分压0.8Pa,沉积温度200℃。优化后TiAlN涂层刀具成分和性能如下：涂层成分为Ti0.52Al0.48N,厚度为3.1μm,粗糙度为0.10μm,纳米硬度为34.0GPa,弹性模量为453.7GPa,结合力为58.9N。研究了TiAlN涂层刀具的摩擦磨损特性,分析了法向载荷和摩擦速度对摩擦磨损特性的影响规律。当法向载荷逐渐增大时,磨痕宽度也逐渐增大,摩擦系数则逐渐减小；当摩擦速度逐渐增大时,磨痕宽度逐渐减小,摩擦系数则先减小后增大。摩擦磨损试验中,TiAlN涂层刀具的主要磨损形式是磨粒磨损、氧化磨损以及粘结磨损。研究了TiAlN涂层刀具连续切削40Cr淬硬钢时的切削性能。结果表明,保持f=0.1mm/r,ap=0.2mm不变,三种不同切削速度(120m/min、180m/min、240m/min)下,TiAlN涂层刀具的切削寿命分别为未涂层YT14刀具的1.8倍、2倍和2.3倍。主要磨损形式是后刀面磨损,主要磨损机理是粘结磨损和磨粒磨损。研究了TiAlN涂层刀具连续切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti时的切削性能。结果表明,保持f=0.1mm/r,ap=0.2mm不变,三种不同切削速度(120m/min、180m/min、 240m/min)下,TiAlN涂层刀具的切削寿命分别为未涂层YT14刀具的2.5倍、2.7倍和2倍。主要磨损形式是前、后刀面磨损和崩刃,主要磨损机理是粘结磨损。随着切削速度的增大,TiAlN涂层刀具的崩刃现象越来越严重。