微纳织构涂层刀具研究进展

《微纳织构涂层刀具研究进展》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、论坛FORUM*微纳织构涂层刀具研究进展DevelopmentofMicro/Nano-TexturedCoatedCuttingTool山东大学机械工程学院  张克栋  邓建新  姜 超  陈 帅  刘亚运国内外相关研究学者采用电火花、光刻、激光等织构加工技术与气相沉积等涂层制备技术，在硬质合金、高速钢等刀具上制备了尺寸从微米级到纳米级的多种表面织构以及各种软、硬涂层，研究了其切削加工钢、铝合金、钛合金等工件材料的切削性能。结果表明，织构涂层刀具在改善涂层性能、刀-屑接触面摩擦润滑状态、降低切

2、削力和切削温度、延缓刀具磨损等方面具有显著的效果。DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2015.06.038张克栋博士研究生，主要从事微纳复合织始于材料表面，表面性能是决定其耐磨性的优点，提高了刀具的耐磨性，构涂层刀具制备及其切削性能研究。磨性能的关键，利用表面工程技术提而不降低其整体韧性，可以有效提高材料耐磨损性能一直是研究的热高刀具寿命。软涂层刀具是指在刀点。具表面通过涂层的方法沉积一层具金属切削过程是指将工件上多表面涂层技术自20世纪六七十有低的剪切强度和摩擦系数的固

3、体余的材料层，通过切削加工被刀具切除,成为切屑，从而得到所需要的零年代问世以来得到迅速发展，在现代润滑剂，如MoS2、WS2、石墨、软金属工业中应用越来越广泛，金属切削刀镍、锡、BN、石蜡等，这些具有低剪切件几何形状的过程，此过程中始终存具、模具和耐磨零部件等都可以进强度的固体润滑剂易附着于摩擦表在着刀具切削工件和工件材料抵抗行表面涂层处理，提高其表面硬度抗面，从而可在切削过程中起到减磨作切削的矛盾，从而产生一系列物理现高温氧化性及耐磨性等，从而大幅提用。涂层刀具通用性广，加工范围显象，如切削变

4、形、切削力、切削热与切高涂层产品的性能和使用寿命。涂著扩大，使用涂层刀具可以获得明显削温度以及工件材料的黏着和刀具[1]层刀具按涂层种类可分为硬涂层刀的经济效益，涂层刀具已经成为现代磨损等。因机械、热磨损而引起的具和软涂层刀具。硬涂层刀具是在刀具的标志，也是刀具技术发展的重刀具快速失效早已成为制约切削加[2]韧性较好的刀具基体上，沉积一层或要方向，在刀具中的使用比例已超工技术发展的一个重要因素。磨损多层耐磨性好的难熔化合物，如一些过50%。但传统涂层刀具仍存在着金属的氮化物、碳化物、氧化物、硼化

5、一些不足之处，比如硬涂层刀具的刀*　国家自然科学基金项目（51375271）、山东省物以及金刚石等，使刀具结合了基体具/切屑接触区的摩擦系数较大，导科技发展计划项目（2014GGX103026）和济南市大学自主创新基金项目（201401226）资助。高强度、高韧性和涂层高硬度、高耐致切削力、切削温度较高；软涂层刀38航空制造技术·2015年第6期　FutureCuttingTool未来刀具具的软涂层较易磨损，磨损后难以补具切削性能的效果。PVD）是利用某种物理过程，如物质充，一旦磨损或脱落，涂层

6、作用就将的热蒸发或受到粒子轰击时物质表失效，刀具寿命较低；由于涂层厚度微纳织构涂层刀具的制备面原子的溅射等现象，实现物质原子较薄，很容易产生尺寸效应等。微纳织构涂层刀具的制备主要从源物质到沉积涂层的可控转移过为了更进一步提高切削刀具的包括两部分：表面织构的制备以及表程，是在分子、原子的尺度上沉积涂性能，国内外有些学者已经提出表面面涂层的制备。表面织构在切削刀层。真空蒸发沉积、溅射沉积、离子涂层技术与表面织构技术结合的方具上的作用机理主要包括：减少刀屑镀沉积、离子束合成沉积和分子束法，综合利用表面

7、织构与表面涂层的接触长度、产生流体压力以及存储润外延等属于物理气相沉积技术。它作用。表面织构指利用特定的加工滑剂和捕捉磨屑等。目前，表面织构们的特点为：（1）需要使用固态或[14]方法将平整的材料表面加工为具有的加工方法主要包括微切削加工、熔融态的物质作为沉积涂层的源物[15][16]规则造型的非光滑表面。表面织构磨削加工、磨料射流加工、电火质；（2）源物质经过物理过程进入[17-18][19-20]在活塞缸套、滑动轴承、密封圈、发动花加工、激光加工、反应离气相；（3）需要相对较低的气体压力[2

8、1][22-23]机汽缸、导轨等机械零部件上的应用子刻蚀、光刻技术等，而涉及环境；（4）在气相中及在衬底表面研究表明，它具有改善表面润滑状态切削刀具的表面织构加工方法主要并不发生化学反应。化学气相沉积[3-13]和抗摩减磨的作用。目前，国内有电火花加工、光刻技术、激光加工（ChemicalVaporDeposition,CVD）是外已有学者进行了表面织构在切削技术。电火花加工是一种利用工具利用气态的先驱反应物通过原子、分刀具上应用的研究，研究结果均证明电极与工件电极之间脉冲性火花放子间化学反应的