tialn涂层刀具强流脉冲电子束表面处理的工艺研究

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1、单位代码10144分类号T丨编号硕士学位论文M_______目T晰徐备未■feAi泳si的i毛麻免研究生姓名7t(以^届i对料2牲专业）导师姓名论文完成曰期>1士，H该iK乂火凄ShenyangLigongUniversity沈阳理工大学硕士学位论文原创性声明本人郑重声明:本论文的所有工作，是在导师的指导下，由作者本人独立完成的。有关观点、方法、数据和文献的引用己在文中指出，并与参考文献相对应。除文中己注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经公开发表的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本人完全意识到

2、本声明的法律结果由本人承担。作者（签字)：^^/曰期：年2月咕曰学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解沈阳理工大学有关保留、使用学位论文的规定，即：沈阳理工大学有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权沈阳理工大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或其它复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名:?%日期:分类号：TB34密级：ＵＤＣ：620编号：工程硕士学位论文TiAlN涂层刀具强流脉冲电子束表面处理的工艺研究硕士研究生：

3、芦馨指导教师：金光副教授学科、专业：材料工程沈阳理工大学2014年12月分类号：TB34密级：ＵＤＣ：620编号：工程硕士学位论文TiAlN涂层刀具强流脉冲电子束表面处理的工艺研究硕士研究生：芦馨指导教师：金光副教授学位级别：工程硕士学科、专业：材料工程所在单位：沈阳理工大学论文提交日期：2014年12月１０日论文答辩日期：学位授予单位：沈阳理工大学ClassificationIndex:TB34U.D.C:620AThesisfortheDegreeofM.Eng.TechnologyresearchofsurfacetreatmentofTiAlN

4、coatedcarbidetoolsbyhighcurrentpulsedelectronbeamCandidate:LuXinSupervisor:JinGuangAcademicDegreeAppliedfor:MasterofEngineeringSpeciality:MaterialsEngineeringDateofSubmission:10th,December,2014DateofExamination:University:ShenyangLigongUniversity摘要随着制造技术的高速发展，硬质合金TiAlN涂层刀具已成为目前重

5、点研究和应用广泛的切削刀具。从表面工程技术角度对TiAlN涂层刀具的开发有重要的意义，涂层刀具表面后处理技术将成为刀具涂层技术新的发展方向。本文利用强流脉冲电子束对硬质合金刀具TiAlN涂层进行表面改性，通过改变轰击次数和电子束能量，研究了不同轰击次数和不同电子束能量对硬质合金刀具涂层微观组织及性能的影响，最终以提高涂层刀具的切削性能为目的。通过响应面设计方法，分别设计了车削用和铣削用涂层刀具表面改性的工艺参数，并进行优化，获得最佳的表面处理参数；同时，对响应值所建立的模型进行显著性分析，考察了各因素对响应值的影响程度。进而，采用SEM、激光共聚焦显微

6、镜等实验仪器对TiAlN涂层表面形貌、截面形貌进行观察，利用SEM、EDS和XRD等分析手段对涂层厚度、涂层截面元素含量、涂层表面物相组成进行检测，并且对涂层粗糙度进行测量，对涂层表面硬度进行检测。研究了强流脉冲电子束对TiAlN涂层微观组织和性能的影响规律。最终通过车削实验和铣削实验对比轰击前后涂层刀具切削性能。实验结果表明：经不同能量电子束轰击后，TiAlN涂层的表面形貌、元素含量、以及性能发生了变化。经XRD分析表明，随着电子束能量增加，涂层相主要衍射峰取向程度发生转变，但涂层相依然沿着多晶面生长；轰击后的TiAlN涂层相衍射峰向高角度偏移，并有

7、一定的宽化趋势，表明电子束轰击作用在涂层内部引起较大的压应力，并且涂层内部晶粒细化。涂层内部产生的较大应力驱使涂层中Ti、Al元素分布范围变宽，在一定程度上有利于改善基体-涂层结合力；在TiAlN涂层中引起的应力状态变化及细晶强化作用对涂层表面有硬化作用。切削实验结果显示，电子束能量在32.5J时处理的车削用涂层刀具切削寿命较原始涂层刀具有大幅度地提高；而电子束能量为77.2J时处理的铣削用的涂层刀具，与原始涂层刀具相比，涂层刀具后刀面磨损量下降了60%，刀具切削性能明显提高。关键词：强流脉冲电子束；TiAlN涂层刀具；微观组织；硬度；切削寿命Abst

8、ractTiAlNcoatedcarbidetoolshavebecomethecurrent