高速钢刀具多元/多层复合纳米硬质涂层的工业化制备及性能研究

发布时间：2021-05-10 22:48

　　现代的高速切削技术对刀具提出了更高的要求,在刀具上进行硬质涂层沉积是提高刀具综合机械性能,延长刀具切削加工寿命的重要方法。阴极电弧离子镀技术由于蒸发粒子的离化率高、膜基结合力强,涂层沉积效率高等优点成为目前工业上制备涂层的主要方法。目前工业上在高速钢刀具上制备的涂层种类主要是CrAlN涂层,但是在涂层沉积过程中由于沉积工艺的不同制备的涂层性能有很大差别,探讨涂层制备工艺对涂层性能的影响机理有重大的意义。本文采用辉光等离子清洗加金属离子轰击工艺和氩离子刻蚀工艺在高速钢基体上分别制备不同的CrAlN涂层和CrAlSiN涂层,对涂层的显微形貌、力学性能、相结构和耐腐蚀性能进行对比分析,跟踪统计涂层产品的实际使用寿命,探讨不同的沉积工艺对涂层性能的影响。在此基础上,采用氩离子刻蚀工艺制备CrN/CrAlN多层涂层、CrAlN/CrAlSiN多层涂层和CrAlN/Ti Al N多层涂层,研究多层涂层的性能,对涂层后的刀具进行实际加工实验,跟踪统计刀具的使用寿命。结果表明:与辉光等离子清洗加金属离子轰击工艺相对比,采用氩离子刻蚀工艺制备的CrAlN涂层和CrAlSiN涂层表面大颗粒和凹坑的数目明显... 

【文章来源】：青岛理工大学山东省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 选题背景
    1.2 涂层制备方法
        1.2.1 化学气相沉积技术
        1.2.2 物理气相沉积技术
    1.3 刀具涂层的发展现状
        1.3.1 涂层材料的发展现状
        1.3.2 涂层设备与工艺的发展现状
    1.4 本文主要研究内容
第2章 实验内容及研究方法
    2.1 实验材料的选择
        2.1.1 基体材料
        2.1.2 涂层材料
    2.2 涂层设备
        2.2.1 阴极电弧离子镀膜机
        2.2.2 离子刻蚀技术原理
        2.2.3 工具镀膜的前处理方法与设备
    2.3 涂层基本制备工艺
    2.4 涂层的检测方法与检测设备
        2.4.1 涂层厚度与显微硬度表征
        2.4.2 涂层结合强度
        2.4.3 显微形貌及成分分析
        2.4.4 涂层物相及结构分析
        2.4.5 涂层摩擦磨损及耐腐蚀性分析
    2.5 本章小结
第3章 不同沉积工艺制备CrAlN涂层的性能对比研究
    3.1 涂层沉积参数和工艺
    3.2 涂层显微形貌及成分
    3.3 涂层力学性能
        3.3.1 涂层厚度和硬度
        3.3.2 涂层结合力
        3.3.3 涂层摩擦学性能
    3.4 涂层耐腐蚀性能
    3.5 涂层相结构分析
    3.6 涂层产品使用效果
    3.7 本章小结
第4章 不同沉积工艺制备CrAlSiN涂层的性能对比研究
    4.1 涂层沉积参数和工艺
    4.2 涂层显微形貌及成分
    4.3 涂层力学性能
        4.3.1 涂层厚度和硬度
        4.3.2 涂层结合力
        4.3.3 涂层摩擦学特性
    4.4 涂层耐腐蚀性能
    4.5 涂层相结构分析
    4.6 涂层产品使用效果
    4.7 本章小结
第5章 CrAlN多层涂层性能的对比分析研究
    5.1 涂层沉积参数和工艺
    5.2 涂层显微形貌及成分
    5.3 涂层力学性能
        5.3.1 涂层厚度和硬度
        5.3.2 涂层结合力
        5.3.3 涂层摩擦学性能
    5.4 涂层耐腐蚀性能
    5.5 涂层产品使用效果
    5.6 本章小结
第6章 结论与展望
    6.1 结论
    6.2 展望
参考文献
攻读硕士学位期间论文发表及科研情况
致谢



本文编号：3180200