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《硬质合金刀具表面tin涂层的制备及其性能研究-开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。
1、CQWU/JL/JWB/ZY012-14毕业论文（设计）开题报告学院：材料与化工学院年级：20门级专业（班）：金属材料工程学号：学生姓名：指导教师：论文题目：硬质合金刀具表面TiN涂层的制备及其性能研究2015年3月140重庆文理学院本科毕业论文（设计）开题报告论文题目硬质合金刀具表而TiN涂层的制备及其性能研究院（系）专业材料与化工学院金属材料工程年级2011级开题日期2015.3.14学号姓名指导教师1、选题目的和意义：硕质合金作为工具材料，高硬度、高强度、耐磨损、耐腐蚀、高弹性模量等是它的基本性能⑴。硬质合金是当下重要的刀具
2、材料，刀具的使用效果主要受表面涂层、基体材料、以及刀具的几何参数影响，其中刀具表面涂层的影响尤为重要。涂层刀具是利用气相沉积法在高速钢（HSS）、硬质合金以及陶瓷（金属陶瓷）等基体表而沉积一层或多层难熔金属或非金属化合物薄膜而获得的。涂层刀具，能较好的解决刀具存在的强度和硬度之间的矛盾，这是切削刀具发展的一次革命⑵。本课题通过中频磁控溅射和热蒸发镀复合技术制备TiN薄膜，并通过掺入不同量的A1研究A1对TiN涂层结构和性能的影响。目的：涂层作为一个化学屏蔽和热屏蔽，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应从而减少了月牙槽磨损。涂层表面硬
3、度高、耐热、耐磨、耐氧化、化学性能稳定、摩擦因数小和热导率低等特性，切削时延长刀具使用寿命3-5倍，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%oTiN薄膜是一种最常见的机械功能薄膜，它具备高硕度、低摩擦系数等特点，广泛应用于刀具表面⑶。然而TiN在高温下易氧化成TiO2,降低耐磨性，并与被加工材料发生扩散，使得薄膜劣化，故限制了TiN涂层高温加工领域应用。研究表明在TiN中掺杂A1能提高薄膜热稳定性和抗高温氧化性，同时也不降低硬度和耐磨性。意义：发达国家涂层刀具占70%-80%,涂层刀具已
4、经成为现在高端刀具的标志。中国是全球最具发展潜力的刀具大市场，但我国涂层刀具基本靠向欧美国家进口，国内生产涂层刀具在质量和产量不具竞争力。同时屮国刀具高端市场被欧洲、口本跨国企业长期占据。在国家经济建设需要刀具行业快速发展、国家产业政策需要高技术含量的刀具为中国装备制造业服务的大环境下，研究硬质合金表面涂层刀具提高刀具表面硬度、耐磨性、耐热性及耐氧化等性能从而提高国产硬质合金刀具质量和寿命来替代日欧进口刀具的依赖。Sandvik公司作了一个估算：假如美国制造业普遍提高切削效率20%,每年可节约制造成本150亿美元，相当于目前美国全
5、年刀具总费用（30亿美元）的五倍。可见研究高效涂层刀具对制造业的发展所能产生的重大影响远远超出其自身的价值。2、国内外研究现状综述：1969年,西德克虏伯公司和瑞典山特维克公司研制的TiC涂层硬质合金刀片初次投入市场。1970年后，美国、日本和其他国家也纷纷开始生产这种刀片⑷。2」TiN薄膜研究T.An等人⑸在通过反应磁控溅射的方法制备多晶TiN/SiNx多层薄膜实验中发现：在Nz/Ar较低时，TiN和SiNx之间的界面很光滑且TiN薄膜呈(200)择优取向，在Nz/Ar较高时，它们之问的界面则比较粗超且TiN薄膜呈(111)择优
6、取向。具有TiN(lll)择优取向的TiN/SiNx多层薄膜的硬度大于具有TiN(200)择优収向的TiN/SiNx多层薄膜的硬度。徐哲等人⑹测试了各种工艺参数下磁控溅射制备TiN薄膜的显微硬度，并研究了TiN薄膜硬度随偏压、2流量及溅射功率的变化.实验结果表明：2流量对薄膜性能和结构影响较大，随着N?流塑的增加，氮化钛薄膜的硕度先急剧上升，到15mL/s时达到最大值，然后氮化钛薄膜硬度平缓下降，在无偏压的情况下，氮化钛薄膜的硬度很低，加偏压后，由于离子轰击作用，薄膜硬度增加，但过高的负偏压反而会降低氮化钛薄膜硬度。王有欣等⑺研究
7、了沉积时间、N2流量对薄膜的结晶致密程度影响，溅射功率对薄膜腐蚀性的影响，表明当流量为15mL/min,溅射功率为4kw时TiN薄膜结晶最致密，而溅射功率为4kw时薄膜具有较好的耐腐蚀性。2.2(Ti,Al)N薄膜研究刘阳⑻研究表明：(Ti,A1)N涂层为面心立方的平直的柱状晶。王永康等⑼的研究表明氮化钛铝涂层主要由(Ti,Al)N相组成，(Ti,Al)N与TiN结构相似,同为面心立方结构。由于A1原子半径为rAr0.143nm,而Ti原子半径为“1=0.146run,两者相差很小，因此A1原子完全可能进入面心立方的TiN单胞中，
8、取代部分Ti原子，形成(Ti,Al)N相。IsutomuIkeda1101用阴极电弧离子镀法制备出(Ti,AI)N薄膜。Shew1111用反应溅射法制备(Ti,Al)N薄膜。都得到较好的机械性能。Leel，2J用PECVD法制备出不同成分的(Ti,
