涂层Si3N4陶瓷刀具切削性能研究.pdf

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1、加工技术与DoI：10．3969／j．issn．1009-9492．2014．08．012涂层Si3N4陶瓷刀具切削性能研究木汪家华，伍尚华(广东工业大学机电工程学院先进加工工具与陶瓷研究中心，广东广州510006)摘要：研究了不同切削参数对TiN+A1O，涂层氮化硅陶瓷刀具切削灰铸铁的切削性能的影响，使用工具显微镜、SEM／EDS手段分析了涂层氮化硅刀具的磨损机理，实验还采用相同基体氮化硅陶瓷刀具做了对比分析。研究结果显示TiN+AIzO，涂层氮化硅刀具可以承受比较大的切削用量，对提高加工效率有重大意义；还发现涂层氮化硅陶瓷刀具主要失效形式为磨粒磨损，粘结磨损，在较

2、高切削速度条件下前刀面还会出现因化学磨损形成的月牙洼。关键词：涂层；Si，N陶瓷刀具；切削性能中图分类号：TG711文献标识码：A文章编号：1009—9492(2014)08—0041—04CuttingPerformanceofCoatedSi3N4CeramicCuttingToolWANGJia—hua．WUShang—hua(AdvancedCuttingToolandCeramicCenter(ACTCC)，SchoolofElectromechanicalEngineering，GuangdongUniversityofTechnology，Guangzh

3、ou510006，China)Abstract：ThispaperstudiedthecuttingperformanceofTiN+A1203coatedsiliconnitridetoolwhenmachininggraycastiron(HT250)ondifferentcuttingparameters．usingtoolmicroscope，SEM／EDStechnologytoanalysisthewearmechanismsoftheworntoolaftertest，theworkalsoadoptthesamesubstratenitridetool

4、asacomparativeanalysis．TheresultsshowedthattheTiN+A1203coatednitridetoolcanbearlargercuttingparameterthantheuncoatedone，ithasasignificantmeaningtoimprovethemachiningeficiency．Themainfailureformofcoatedsiliconnitridecuttingtoolswereabrasivewearandadhesionwear，rakefacealsocanappearcraterb

5、ythechemicalwearwhenundertheconditionofhishcuttingspeed．Keywords：coating；siliconnitridecuttingtool；cuttingperformance0前言属陶瓷刀具基体上采用CVD和PVD方法涂覆了多陶瓷刀具具有硬度高、耐磨性好、化学稳定层涂层和梯度涂层，并与商业未涂层刀具做了切削性强、高温力学性能优良、不易与金属发生粘结性能对比试验，涂层陶瓷刀具有很明显的优势。w．和高于硬质合金3—10倍的切削速度等特性，因Grzesik等人使用涂层Si，N陶瓷刀具对CGI铸铁此被广泛应用于许多难

6、加工材料的高速干切削场进行了切削实验研究，发现刀具的磨损形式主要是合n。近几十年，涂层硬质合金刀具的成功推广使磨粒和粘结磨损，与未涂层的SiN刀具相比，涂用，使得人们对刀具涂层技术的研究越加重视，层刀具具有更好的耐磨损能力和更长的寿命；还发并使得刀具涂层技术有了长足的发展。随着陶现涂层刀具的涂层可以作为一个隔热层降低刀具刀瓷刀具在难加工材料等领域崭露头角，有效降低尖的温度，并指出最好的隔热涂层材料是TiAIN。价格成本和大幅度提高加工效率，近十几年，在R．P．Martinho等人在氮化硅陶瓷刀具上成功涂覆自陶瓷刀具表面添加硬质涂层以改善刀具切削磨损制金刚石涂层，并在高

7、速干切削的条件下研究了该界面条件，从而进一步提高陶瓷刀具的使用寿命涂层陶瓷刀具的性能，发现金刚石涂层陶瓷刀具的和可靠性，已成为一个热门的研究课题。耐磨性明显增加，切削时切削力较未涂层刀具有一L．A．Dobrzanski等人分别在A12O3、Si3N4和金定的增大，刀具的主要磨损形式是磨粒、粘结和扩广东省教育部产学研结合项目(编号：2011A090200080)收稿日期：2014—02一l8■—臣]_床散磨损，并且在切削高温下金刚石涂层有石墨化的SL500(无涂层)和SL550C(TiN+A1：O，涂层)选现象出现。M．Sokvic等人[1o1针对两种