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随着专用机械的发展,专用特种刀具的质量要求和寿命要求不断提高,在刀具表面涂覆硬质镀层变得极为重要,但硬质镀层的结构特点与工作环境导致膜层出现多种失效方式,其中软质的刀具基体与硬质膜层之间结合效果不良是造成膜层失效的最主要的原因。因此,分析导致膜层失效的因素,并通过加入磨削强化层提高基体表面质量,改善基体/膜层之间的结合强度,为专用刀具加工生产提供新思路具有工程应用的意义。本文针对30CrMnTi钢采用真空离子镀(IP-PVD)方法制备了 TiN硬质薄膜,研究了 TiN薄膜制备工艺、性能影响因素及形膜机理;并在镀膜前进行磨削强化预处理,制备了磨削强化强化层,通过金相显微分析、扫描电子显微分析(SEM)、X射线衍射分析(XRD)、能谱分析(EDS)、划痕试验和摩擦磨损试验等方法研究了 30CrMnTi基体相变、磨削强化层的组织变化,以及TiN膜层在磨削强化效果下组织与性能的变化。试验结果表明,30CrMnTi钢经调质处理,其金相组织为屈氏体和铁素体组织;调质后直接进行TiN镀膜制备,基体的硬度不高,表面的键合力不强,界面的结合强度大约在10N左右,而调质处理基体上制备TiN膜层虽然表面硬度有所提高,但耐磨性能并不理想。镀膜温度在450℃,基体负偏压750V时膜层表面大颗粒与微坑的数量明显增加,影响了膜层的连续性和完整性,制约了刀具表面的摩擦系数和耐磨性的提高。研究表明,经过磨削强化处理得到的30CrMnTi基体界面的金相组织以马氏体为主,界面硬度明显提高,镀膜温度控制在回火温度(440℃)以下将不会引起基体界面附近的金属组织相变;磨削强化预处理后30CrMnTi基体表面镀TiN薄膜的表面硬度和耐磨性能均有提高,磨削强化处理显著提高了薄膜结合强度。磨削强化技术的引用不仅能够改善刀具表面的光洁度,而且提高了刀具表面的硬度,为TiN镀层的制备提供了强有力的支撑,改善TiN/30CrMnTi界面的结合力。