刀具涂层技术的新进展.doc

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1、东北农业大学学士课程论文学号：A07080185机械加工新技术学生姓名：公远指导教师：李紫辉所在院系：工程学院所学专业：机械设计制造及其自动化研究方向：机械制造东北农业大学中国•哈尔滨2011年12月number:A07080185NortheastAgriculturalUniversitybachelorMechanicalprocessingtechnologyStudentName:GongYuanInstructor:LiZihuiDepartment:CollegeofEngineeringMajor:MechanicalEngin

2、eeringandautomationResearchdirection:machinerymanufacturingNortheastAgriculturalUniversityChinaHarbinIn2011December摘要：涂层技术是提升刀具性能的主要手段Z-O通过涂层可以提高切削刀具抗各种磨损的能力，延长了刀具的寿命，提高了被加工零件的表面精度，也提高了切削速度和进给速度，从而提高金属切削效率。木期话题，主要讨论刀具涂层技术的最新进展情况和发展前景关键词：刀具涂层切削效率刀具材料Abstract：Thecoatingtechnol

3、ogyisoneofthemainmeanstoimprovetoolperformance.Throughthecoatingcanimprovethecuttingtoolsofvariouswearability,extendtoollife,improvethepartstobemachinedsurfaceprecision,butalsoimprovethecuttingspeedandfeedrate,thusimprovingthecuttingefficiency.Thisperiodtopic,mainlydiscusses

4、thelatestadvancesincuttingtoolcoatingtechnologyanddevelopmentprospectsKeywords:CuttingtoolcoatingCuttingefficiencyCuttingtoolmaterials目录1现代金属切削对刀具的要求2刀具硬质涂层新材料2.1多元、复合硬质涂层材料的发展2.2低压气相合成金刚石薄膜的应用2.3立方氮化硼CBN薄膜技术尚待突破2.4有可能超过金刚石硬度的氮化碳3怎样提高涂层刀具的使用效果4参考文献刀具涂层技术的新进展1现代金属切削对刀具的要求现代化的

5、金属切削加工，对刀具的要求是高切削速度、高进给速度、高可靠性、长寿命、高精度和良好的切削控制性。涂层刀具的出现，使刀具切削性能有了重大突破，它将刀具基体与驶质薄膜表层相结合，由于基体保持了良好的韧性和较高的强度，硬质薄膜表层乂具有高耐磨性和低摩擦系数，从而使刀具的性能大大提高。自20世纪70年代初硬质涂层刀具问世以来，化学气相沉积(CVD)技术和物理气相沉积(PVD)技术相继得到发展，为刀具性能的提高开创了历史的新篇章。涂层刀具与未涂层刀具相比，具有显著的优越性：它可以提高加T效率，提高加工精度，延长刀具使用寿命，从而保证加工件的质量，降低加工

6、成木。2刀具硬质涂层新材料2.1多元、复合换质涂层材料的发展刀具表面的硬质薄膜对材料有如下要求：①硬度高、耐磨性能好；②化学性能稳定，不与工件材料发生化学反应；⑧耐热耐氧化，摩擦系数低，与基体附着牢固等。单一涂层材料很难全部达到上述技术要求。涂层材料的发展，已由最初的单一TiN涂层、TiC涂层，经历TTiC-AI2O3-TiN复合涂层和TiCN、TiAIN等多元复合涂层的发展阶段，现在最新发展了TiN/NbN、TiN/CN,等多元复合薄膜材料，使刀具涂层的性能有了很大提高。硬质涂层材料屮，工艺最成熟、应用最广泛的是TiNo目前，工业发达国家Ti

7、N涂层高速钢刀具的使用率已占高速钢刀具的50%-70%,有的不可重磨的复杂刀具的使用率已超过90%。由于现代金属切削对刀具有很高的技术要求，TiN涂层口益不能适应。TiN涂层的耐氧化性较弟，使用温度达500°C时，膜层明显氧化而被烧蚀，而且它的硬度也满足不了需要。TiC有较高的显微硬度，因而该材料的耐磨性能较好。同时它与基体的附着牢固，在制备多层耐磨涂层时，常将TiC作为与基体接触的底层膜,在涂层刀具屮它是十分常用的涂层材料。TiCN和TiAIN的开发，又使涂层刀具的性能上了一个台阶。TiCN可降低涂层的内应力，提高涂层的韧性，增加涂层的厚度，

8、阻止裂纹的扩散，减少刀具崩刃。将TiCN设置为涂层刀具的主耐磨层，可显著提高刀具的寿命。TiAIN化学稳定性妬抗氧化磨损，加工高合金钢、不锈钢、钦合金