TiN涂层刀具的抗热冲击性能.pdf

《TiN涂层刀具的抗热冲击性能.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、主题：难柚Z材料加Z及刀具技术Topics：Difficult-processedMaterialandCutterTechnologyTiN涂层刀具的抗热冲击性能崔海冰邓建新刘爱华连云松(山东大学机械工程学院，山东济南250061)摘要：采用激光照射的方法研究了TiN涂层刀具的抗热冲击性能，并用有限元的方法计算了TiN涂层刀具在激光照射过程中产生的应力分布。结果表明：利用激光照射的方法研究涂层刀具的抗热冲击性能是可行的，将激光的临界功率密度作为评价涂层刀具抗热冲击性能的参数；涂层在激光照射过程中产生的压应力作用下发生失稳翘曲，进而导致裂纹的产生。试验结果和有限元计算结果吻合良好

2、。关键词：抗热冲击性能激光TiN涂层刀具有限元中图分类号：TG711文献标识码：AThermalshockresistanceofTiNcoatingtoolCUIHaibing，DENGJianxin，LIUAihua，LIANYunsong(Dept．ofMechanicalEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，CHN)Abstract：ThethermalshockresistanceofTiNcoatingtoolswasevaluatedby1aserirradiationmethod．Thetherma1stressdi

3、stributionsofTiNcoatingtoolsunderirradiationbylaserbeamswereanalyzedusingFEM．Theresultsshowthatlaseriradiationmethodcanbeusedtoevaluatethethermalshockresistanceofcoatingtools，andthecriticalpowerdensityoflaserbeamisintroducedasameasuretoevaluatethethermalshockresistanceofcoatingtools；thecompre

4、ssivestressinducedbylaserirradiationcausethecoatingtobeunstableandbuckle，andthenthecoatingfracture；thecalculationresultsgetagoodagreementwithexperimentalresults．Keywords：ThermalShockResistance；Laser；TiN；CoatingTools；FEMTiN涂层具有高硬度、高耐磨性和小摩擦系数等的方法，热影响区域较小，升温速度快，在涂层中产生优异性能，广泛应用于切削刀具，可以提高加工精度，的热应力

5、比较大，可以比较方便地观察热冲击对涂层改善工件的表面质量，大幅提高切削刀具的使用寿刀具的影响。因此采用激光照射的方法研究TiN涂层命¨。然而刀具在进行切削时，由于切人时的急剧升刀具的抗热冲击性能。温、切出时的急剧降温或切削液的冷却使涂层刀具在1试验方法极短的时间内产生剧烈的温度变化，并相应地产生很大的热应力，造成涂层的剥落失效J，因此研究涂层试样采用由巴尔查斯公司制备的物理气相沉积刀具的抗热冲击性能就显得尤为重要。目前针对涂层(PVD)TiN涂层刀具，基体为YG6，涂层刀具的制备的抗热冲击性能研究主要集中于厚度较厚热障涂温度为400℃。涂层的厚度为3Ixm，硬度为2300层。，而

6、对于较薄的刀具涂层研究较少。传统的研HV，和基体之间的结合力为60N。究方法是采用水淬法，将临界温差作为评价涂层抗热图1为激光热冲击试验装置示意图。实验原理冲击性能的参数。但是笔者经过试验发现，水淬法不为：由激光器发射出的激光，经由汇聚透镜聚焦，照射适合研究刀具涂层的抗热冲击性能，主要原因在于刀到试样表面，激光光波的电磁场和材料发生相互作用，具涂层的厚度较小，产生的热应力不足以使刀具涂层将光能转变为热能，试样表面温度迅速上升，对试样形产生裂纹或脱落，却足以使基体破坏。采用激光照射成热冲击。激光器采用氙灯泵谱钇铝石榴石(YAG)国家自然科学基金(51075237)；泰山学者专项资金

7、；山东省杰出青年基金(JQ200917)；山东大学自主创新基金(2011JC001)zui￡l耳0