TiAlN涂层刀具研究新进展.pdf

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1、第6期组合机床与自动化加工技术NO．62012年6月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueJun．2012文章编号：100l一2265(2012)06—0087—05TiA1N涂层刀具研究新进展韩振威，林有希(福州大学机械工程及自动化学院，福州350002)摘要：TiA1N涂层具有硬度高、氧化温度高、热硬性好、附着力强、摩擦系数小，导热率低等优良特性。作为一种性能优异的新型涂层材料，TiA1N涂层成功的替代了TiN涂层，具有极其广阔的应用前景。对TiA1N涂层的特性、TiA1N涂层刀具的应用，TiA1

2、N涂层刀具后处理技术以及其研究进展与发展趋势做了系统介绍。关键词：涂层刀具；TiA1N；切削性能；后处理；研究进展中图分类号：TG711；TH142．2文献标识码：AResearchProgressofTiAINCoatingToolsHANZhen—wei，LINYou—xi(CollegeofMechanicalEngineeringandAutomation，FuzhouUniversity，Fuzhou350002，China)Abstract：TiA1Ncoatinghashighhardness，goodoxidationresistance，str

3、ongadhesion，smallfrictioncoeficientandhasbeenfoundtheextremelybroadapplicationprospect．ThepropertiesofTiA1Ncoating，theapplication，thepostprocessingtechniqueofTiA1NcoatingtoolsandthedevelopmenttrendsofTiA1Ncoatingoolsareintroduced．Keywords：coatedcuttingtool；TiA1N；cuttingperformance；pO

4、stprOcessing；researchprogress高温合金等具有明显优势，由于沉积技术的限制，CBN0引言涂层还未真正进入商品化；DLC涂层缺点比较明显，其涂层刀具的出现，使刀具的切削性能有了重大热稳定较差及黑色金属间的触媒效应，决定了它目前的突破。在过去的20年中，涂层技术在刀具行业的只能应用于加工有色金属。综合比较可以表明，TiA1N应用得到了快速普及，涂层刀具已成为切削加工不涂层技术最为成熟稳定，综合性能较高。可缺少的主流刀具，是高速切削、数控加工等领域选TiA1N涂层具有硬度高、氧化温度高、热硬性好、择刀具材料的最佳方案之一⋯。与此同时，TiN硬

5、质附着力强、摩擦系数小，导热率低等优良特性。作为一涂层在工具行业中得到了广泛的应用。然而，TiN涂种性能优异的新型涂层材料，TiA1N涂层成功的替代层在高温性能方面表现的不足限制了它进一步的发了TiN涂层，具有极其广阔的应用前景。对TiA1N涂展。于是，各国纷纷着手开发新型的涂层刀具。其层的特性、TiA1N涂层刀具的应用、TiA1N涂层刀具后中，研究人员在TiN中加入Al元素形成TiA1N涂层，处理技术以及其研究进展和发展趋势做了系统介绍。由于Al元素的加入，TiA1N涂层不但在硬度、耐磨性lTiAlN涂层的特性方面优于TiN，而且大大改善了TiN涂层的抗高温性

6、能。在当前各种新型硬质涂层当中，TiA1N涂层的产1．1高硬度业化发展最为成熟。目前，涂层技术已发展到第四Derflinger等人测得当维氏金刚石压痕深度为代，金刚石涂层由于成本较高，其市场推广受到了非0．2m时，TiA1N涂层硬度达到3000HV。⋯利用射常大的限制；立方氮化硼(CBN)是氮化硼的高温高压频反应磁控溅射，在硬质合金钻头上制备的TiA1N薄相，硬度仅次于金刚石，化学稳定性高，在加工灰铸铁、膜，膜层成分的原子分数约稳定为：Ti27％、A124％、收稿日期：2011—1O一27；修回日期：2011一l1—19基金项目：国家自然科学基金(5107507

7、4)作者简介：韩振威(1987一)，男，湖北宜昌人，福州大学机械工程及自动化学院硕士，主要从事先进制造技术及摩擦学研究，(E—mail)hzhw912@126．COll。·88·组合机床与自动化加工技术第6期N48％及微量O时，在硬质合金微钻主刀面和副刀面的增大而呈现先减小后增大的变化，这是由于少量的HV硬度均为同样方法和条件制备的TiN涂层硬Al的加入使薄膜的致密性降低，从而薄膜与基体的度的近两倍。结合力下降；但随着Al含量的继续增加，由于大量TiA1N薄膜硬度的提高主要是由于Al元素的加Al原子的引入消除了涂层中的孔洞、针孔等缺陷，反入而引起的细晶强化作用，

8、同时，由于较小尺寸的A1