本文采用多弧離子鍍技術(shù),在硬質(zhì)合金刀具上制備了不同Al含量梯度結(jié)構(gòu)TiAlSiN多層涂層(記為T(mén)1、T2、T3)和不同含Si涂層梯度結(jié)構(gòu)TiAlSiN多層涂層(記為S1、S2、S3),以提高涂層與刀具基體結(jié)合強(qiáng)度,增強(qiáng)涂層刀具切削性能。采用X射線衍射儀、掃描電鏡(SEM)及能譜儀(EDS)、摩擦磨損等實(shí)驗(yàn)方法,研究梯度結(jié)構(gòu)對(duì)TiAlSiN涂層組織結(jié)構(gòu)、形貌、殘余應(yīng)力、膜基結(jié)合強(qiáng)度、顯微硬度和摩擦磨損性能的影響。并在MCV850立式銑床上對(duì)涂層刀具進(jìn)行銑削和鉆削加工灰鑄鐵HT250實(shí)驗(yàn),研究涂層結(jié)構(gòu)對(duì)其切削性能的影響,并對(duì)其切削機(jī)理進(jìn)行詳細(xì)探討。得出以下結(jié)論:不同Al含量梯度結(jié)構(gòu)TiAlSiN多層涂層的相結(jié)構(gòu)為固溶的(Ti,Al)N相,隨著Al含量的增加,(Ti,Al)N物相衍射峰向右偏移。其中,在(111)晶面方向,Al含量變化較大的梯度結(jié)構(gòu)涂層(T1涂層)物相為T(mén)iN相;Al含量變化較小的梯度結(jié)構(gòu)涂層(T2涂層)既存在(Ti,Al)N相,也存在AlN相;Al含量無(wú)變化的梯度結(jié)構(gòu)涂層(T3涂層)物相為AlN相。T3涂層具有較低的殘余應(yīng)力和較高的膜基結(jié)合強(qiáng)度(HF-2),T2涂層表現(xiàn)出較好...

【文章頁(yè)數(shù)】：65 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

圖1.1 TiAlSiN涂層殘余應(yīng)力隨Si含量變化曲線[56]

涂層結(jié)構(gòu)也對(duì)涂層中的組織和力學(xué)性具有顯著影響。多層結(jié)構(gòu)TiAlSiN涂層的力學(xué)性能比單層結(jié)構(gòu)的TiAlSiN涂層更加優(yōu)異,在保持較高硬度的同時(shí),還具有較高的膜基結(jié)合強(qiáng)度[57]。1.4涂層刀具切削性能及磨損機(jī)制

圖1.2金屬切削(a)金屬切削變形區(qū);(b)金屬切削受力過(guò)程[58]

金屬切削的過(guò)程是指刀具與工件之間相互作用、相互運(yùn)動(dòng)的過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中,被加工零件的多余材料被刀具切除,從而得到具有一定形狀及尺寸要求的工件。金屬切削是機(jī)械制造業(yè),特別是現(xiàn)代制造業(yè)的主要加工方法,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。在金屬切削過(guò)程中,刀具刃口對(duì)被加工材料的擠壓作用,使得材料....

圖1.3刀具加工過(guò)程分析(a)銑削加工過(guò)程受力分析;(b)鉆削加工過(guò)程受力分析[59]

刀具在切削加工過(guò)程中,被加工材料發(fā)生塑形變形和彈性變形所需要的力稱為切削力。切削力來(lái)源于主要是三個(gè)方面[58]:(1)被加工材料因彈性變形對(duì)刀具產(chǎn)生的抗力;(2)被加工材料因塑性變形對(duì)刀具產(chǎn)生的抗力;(3)切屑與前刀面的摩擦作用力和已加工材料表面(過(guò)渡表面)對(duì)后刀面的摩擦力。如圖....

圖1.4麻花鉆頭切削部分的結(jié)構(gòu)[59]

圖1.4是麻花鉆頭切削部分結(jié)構(gòu)示意圖[59],在鉆削過(guò)程中,鉆頭切削部分會(huì)承擔(dān)主要的切削過(guò)程。麻花鉆頭在鉆削過(guò)程中,首先與被加工工件接觸的是刀尖處的橫刃,橫刃通過(guò)推擠力使被加工材料產(chǎn)生塑性變形。隨后是主切削刃發(fā)揮切削作用,被切削后的材料沿著刀具前刀面排出,副切削刃主要對(duì)孔壁產(chǎn)生切....

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