alcrn复合刀具涂层的制备及切削性能研究开题报告

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1、开题报告论文（设计）题目AlCrN复合刀具涂层的制备及切削性能研究学生姓名学号指导教师一、选题的背景及意义20世纪60年代末，刀具涂层技术问世，刀具的综合性能因此得到了大幅度地提高，由于涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩檫因数小和热导率低等特性，切削时可比未涂层刀具提高刀具寿命3〜5倍以上，提高切削速度20%〜70%,提高加工精度0.5〜1级，降低刀具消耗费用20%〜50%等。因此，涂层刀具己成为现代切削刀具的标志。从20世纪末到现在，全球经济正处于一个根本性的变革时期，

2、而作为基础产业的制造业正在发生着革命性的变化，就制造技术而言，在近十几年也发生了质的飞跃。这其中，金属切削技术的快速发展对制造技术乃至整个制造业水平的提升影响显著。涂层技术在刀具领域的成功应用，引起了世界各国制造业的高度重视，人们竞相开发高性能的涂层、高可靠性的涂层设备，而对涂层辅助工艺的研究缺乏重视。探讨涂层的性能特征及其影响因素，并研究如何通过辅助处理工艺来改善、提高现有技术基础上的涂层性能，对于涂层技术的发展、应用以及保持涂层质量的稳定性冇着重要的借鉴与指导意义。二、国内外AlCrN涂层刀具的

3、研究现状CrN涂层作为早期应用于刀具的保护涂层，其中物理气相沉积技术制备的CrN涂层具有韧性高、耐磨性好、抗粘着、抗高温氧化性和抗腐蚀性良好等特点，己在刀具、模具、耐磨和防腐等领域取得了很好的应用具有良好的耐磨性能，随后发展的AlCrN涂层的综合性能则比CrN涂层有很大提高，研究发现AlCrN涂层硬质合金刀具抗氧化性能优于CrN涂层，并且随着切削速度的提高，AlCrN涂层刀具表现出更好的切削性能。AlCrN涂层作为一种新型刀具涂层材料，在高速切削淬硬材料时显示了无可比拟的优越性能。而通过对切削过程中

4、切削力和切削温度检测，考察了AlCrN涂层刀具的切削性能，发现AlCrN涂层刀具适合切削高硬度的金属材料，II优越性更明显。由于硬质合金刀具在切削过程屮与工件之间因摩擦而产生大量的热量，刀具表面发生氧化，加速刀具的磨损，加快刀具的失效，故良好的抗氧化性是刀具材料的一个基本要求。近年来，我国在涂层刀具领域的研宄虽然取得了一定的成绩，但由于起步相对较晚，故高质量、高性能的AlCrN涂层刀具的研究进展仍然比较缓慢。与西方发达国家相比，无论涂层生产设备、沉积工艺还是从业人员的专业技术水平都存在着一定的差距。

5、因此，我国应大力研究并推广使用AlCrN涂层刀具，促进切削技术的提升，进而提高制造技术水平，降低生产成本。在欧、美、日等发达国家，PVD涂层高速钢刀具的使用率已占到高速钢刀具的90%,硬质合金刀具使用PVD涂层的占其总量的50%-60%（CVD涂层约占10%-20%）,而其中AlCrN涂层刀具占比呈逐年上升趋势。因此，国内外刀具厂商纷纷投入大量研发经费用于研制高性能的AlCrN涂层刀具。三、研宄内容采用Al-Cr合金靶材，利用多弧离子镀技术在钨钢铣刀表面沉积AlCrN膜层，研究基体温度、基体偏压、N

6、2分压等工艺参数对AlCrN膜层物相、显微组织并与钨钢铣刀基体的显微硬度、耐磨性及切削加工性能进行比较。重点研究以下内容:1.研究基体温度、基体偏压、N2分压对AlCrN膜层物相、显微组织及孔隙率的影响，建立AlCrN膜层的形成机制；2.研究基体温度、基体偏压、N2分压对AlCrN膜层显微硬度、与基体的结合强度、耐磨性的影响，建立AlCrN膜层的磨损机制；3.通过对多弧离子镀前后钨钢铣刀的切削加工性能进行对比，研究AlCrN膜层的损伤机制。4.整理各种实验数据和结果，撰写并完成毕业论文，准备毕业答辩

7、。四、毕业论文（设计）工作进程2017.12.27—2018.1.15查阅文献资料，学习实验过程和步骤，完成外文翻译;2018.1.16—2018.1.30试验准备期，购买材料，制定实验方案、工艺参数，联系实验室，熟悉实验仪器的操作和使用；2018.2.1—2018.2.29采用Al-Cr合金靶材，利用多弧离子镀技术在钨钢铣刀表而沉积AlCrN膜层，研宂基体温度、基体偏压、N2分压对AlCrN膜层物相、显微组织及孔隙率的影响，建立AlCrN膜层的形成机制；2018.3.1—2018.3.30研究基体

8、温度、基体偏压、N、分压对AlCrN膜层显微硬度、与基体的结合强度、耐磨性的影响，逑立A_lCrN膜层的磨损机制;2018.4.1—2018.4.30通过对多弧离子镀前后钨钢铣刀的切削加工性能进行对比，研宂AlCrN膜层的损伤、机制；2018.5.1—2018.5.25整理各种实验数据和结果，撰写并完成毕业论文，准备毕业答辩。五、参考文献1.赵时璐.高性能刀具及涂层刀具材料的切削性能[M].北京：冶金工业出版社，2015:202.韩振威，林有希.TiAlN涂层刀具研究