TiN/Al 2 O 3 /TiCN和Al 2 O 3 /TiCN涂层刀具湿式微喷砂后处理工艺
发布时间：2023-02-01 14:55
化学气相沉积（Chemical Vapor Deposition,CVD）)刀具涂层具有硬度高、耐磨性好和耐热性强等特点,是先进刀具技术的重要发展方向。面对难加工材料和难加工构件实现高效精密加工的需求,涂层刀具仍需进一步提升切削性能。微喷砂后处理工艺作为一种表面改性手段,具有加工效率高、成本低等优势,可有效降低涂层刀具粗糙度、增加刀具耐磨性。以化学气相沉积TiN/Al2O3/TiCN和Al2O3/TiCN涂层刀具为研究对象,开展湿式微喷砂后处理试验,研究喷砂时间、磨料种类和磨料直径等微喷砂工艺参数对涂层刀具几何形貌、力学性能和寿命的影响规律。基于准静态压痕理论,分析不同类型涂层对微喷砂工艺参数的响应特征。对微喷砂处理前后的涂层刀具进行面铣刀具寿命试验,综合评估湿式微喷砂后处理工艺对CVD涂层刀具的强化效果,优选提升刀具寿命的微喷砂工艺参数组合。首先,搭建微喷砂后处理工艺试验平台,选取喷砂时间、磨料种类和直径等作为工艺参数变量,选择TiN/Al2O3/TiCN和Al2O3/TiCN等典型CVD涂层进行微喷砂后处理试验。对微喷砂前后CVD涂层刀具的几何形貌进行观察发现,微喷砂后处理可减小刀...
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 微喷砂后处理工艺
1.3 微喷砂后处理工艺对涂层刀具的影响
1.3.1 微喷砂后处理工艺对涂层刀具几何形貌的影响
1.3.2 微喷砂后处理工艺对涂层刀具力学性能的影响
1.3.3 微喷砂后处理工艺对涂层刀具切削性能的影响
1.4 微喷砂后处理工艺对涂层刀具影响机理研究
1.4.1 微喷砂处理过程中的材料去除机理
1.4.2 微喷砂处理材料的强化机理
1.5 存在问题和研究内容
1.5.1 存在问题
1.5.2 研究目标和内容
第2章 湿式微喷砂对CVD涂层刀具几何形貌影响的试验研究
2.1 微喷砂试验设备和工艺参数
2.1.1 湿式微喷砂设备
2.1.2 微喷砂磨料
2.1.3 微喷砂工艺参数
2.2 CVD涂层刀具选择和CVD刀具涂层试样制备
2.2.1 试样基体
2.2.2 涂层制备
2.3 湿式微喷砂对涂层刀具几何形貌的影响规律
2.3.1 湿式微喷砂对涂层刀具表面形貌的影响
2.3.2 湿式微喷砂对涂层刀具表面粗糙度的影响
2.3.3 湿式微喷砂对涂层刀具大颗粒缺陷的影响
2.4 本章小结
第3章 湿式微喷砂对CVD涂层刀具力学性能影响规律研究
3.1 微喷砂后处理工艺对涂层刀具残余应力的影响
3.1.1 涂层刀具残余应力测试方法
3.1.2 微喷砂后处理对涂层刀具残余应力影响的实验探究
3.2 微喷砂后处理工艺对涂层刀具摩擦磨损性能的影响
3.2.1 涂层刀具摩擦磨损性能测试
3.2.2 微喷砂后处理对涂层刀具摩擦磨损性能影响的实验研究
3.3 涂层刀具抗多次冲击性能
3.3.1 涂层刀具抗多次冲击性能评价
3.3.2 涂层抗多次冲击性能测试
3.3.3 微喷砂后处理对涂层刀具抗多次冲击性能的影响规律
3.4 本章小结
第4章 湿式微喷砂后处理对涂层刀具切削性能的影响规律
4.1 切削试验材料及试验方法
4.1.1 面铣试验条件和方案
4.1.2 试验结果
4.2 微喷砂后处理涂层刀具的切削性能
4.2.1 微喷砂后处理对涂层刀具刃口半径和表面粗糙度的影响
4.2.2 微喷砂处理后涂层刀具面铣42CrMo合金钢的寿命和磨损机理研究
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
攻读硕士期间所发表的论文
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]微喷砂后处理工艺对涂层刀具性能的影响规律[J]. 徐培利,刘战强. 现代制造工程. 2015(07)
[2]机械加工强化机理与工艺技术研究进展[J]. 刘战强,贺蒙,赵建. 中国机械工程. 2015(03)
[3]CrTiAlN涂层的显微组织及其在高速干铣削中的切削性能（英文）[J]. 鲁力,王启民,陈柄洲,敖永翠,余东海,王成勇,伍尚华,Kwang Ho KIM. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(06)
[4]Material removal rate of 6H-SiC crystal substrate CMP using an alumina（Al2O3） abrasive[J]. 苏建修,杜家熙,马利杰,张竹青,康仁科. 半导体学报. 2012(10)
[5]钛合金表面非平衡磁控溅射制备TiN薄膜的冲击磨损性能[J]. 王艳,周仲荣. 中国表面工程. 2010(04)
[6]Cr-N硬质镀层的断裂韧性和冲击疲劳特性研究[J]. 田林海,朱晓东,唐宾,潘俊德,何家文. 稀有金属材料与工程. 2010(S1)
[7]新型马氏体耐磨钢的冲击磨料磨损性能[J]. 王佳,时捷,王存宇,董瀚. 机械工程材料. 2009(12)
[8]Cu/Ni多层膜在多冲与压压载荷下的失效行为[J]. 刘国华,刘道新,张晓化,汤金钢,唐长斌. 中国表面工程. 2009(02)
[9]Tribological properties of TiAlN-coated cermets[J]. ZHENG Liyuna, ZHAO Lixina, and XIONG Weihaob a Key Laboratory of Resource Explore Research of Hebei Province, Hebei University of Engineering, Handan 056038, China b College of Materials Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China. Rare Metals. 2009(01)
[10]先进刀具设计技术:刀具结构、刀具材料与涂层技术[J]. 刘战强. 航空制造技术. 2006(07)
本文编号：3734256
【文章页数】：79 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
1.1 课题研究背景和意义
1.2 微喷砂后处理工艺
1.3 微喷砂后处理工艺对涂层刀具的影响
1.3.1 微喷砂后处理工艺对涂层刀具几何形貌的影响
1.3.2 微喷砂后处理工艺对涂层刀具力学性能的影响
1.3.3 微喷砂后处理工艺对涂层刀具切削性能的影响
1.4 微喷砂后处理工艺对涂层刀具影响机理研究
1.4.1 微喷砂处理过程中的材料去除机理
1.4.2 微喷砂处理材料的强化机理
1.5 存在问题和研究内容
1.5.1 存在问题
1.5.2 研究目标和内容
第2章 湿式微喷砂对CVD涂层刀具几何形貌影响的试验研究
2.1 微喷砂试验设备和工艺参数
2.1.1 湿式微喷砂设备
2.1.2 微喷砂磨料
2.1.3 微喷砂工艺参数
2.2 CVD涂层刀具选择和CVD刀具涂层试样制备
2.2.1 试样基体
2.2.2 涂层制备
2.3 湿式微喷砂对涂层刀具几何形貌的影响规律
2.3.1 湿式微喷砂对涂层刀具表面形貌的影响
2.3.2 湿式微喷砂对涂层刀具表面粗糙度的影响
2.3.3 湿式微喷砂对涂层刀具大颗粒缺陷的影响
2.4 本章小结
第3章 湿式微喷砂对CVD涂层刀具力学性能影响规律研究
3.1 微喷砂后处理工艺对涂层刀具残余应力的影响
3.1.1 涂层刀具残余应力测试方法
3.1.2 微喷砂后处理对涂层刀具残余应力影响的实验探究
3.2 微喷砂后处理工艺对涂层刀具摩擦磨损性能的影响
3.2.1 涂层刀具摩擦磨损性能测试
3.2.2 微喷砂后处理对涂层刀具摩擦磨损性能影响的实验研究
3.3 涂层刀具抗多次冲击性能
3.3.1 涂层刀具抗多次冲击性能评价
3.3.2 涂层抗多次冲击性能测试
3.3.3 微喷砂后处理对涂层刀具抗多次冲击性能的影响规律
3.4 本章小结
第4章 湿式微喷砂后处理对涂层刀具切削性能的影响规律
4.1 切削试验材料及试验方法
4.1.1 面铣试验条件和方案
4.1.2 试验结果
4.2 微喷砂后处理涂层刀具的切削性能
4.2.1 微喷砂后处理对涂层刀具刃口半径和表面粗糙度的影响
4.2.2 微喷砂处理后涂层刀具面铣42CrMo合金钢的寿命和磨损机理研究
4.3 本章小结
第5章 结论与展望
5.1 结论
5.2 创新点
5.3 展望
参考文献
攻读硕士期间所发表的论文
致谢
学位论文评阅及答辩情况表
【参考文献】：
期刊论文
[1]微喷砂后处理工艺对涂层刀具性能的影响规律[J]. 徐培利,刘战强. 现代制造工程. 2015(07)
[2]机械加工强化机理与工艺技术研究进展[J]. 刘战强,贺蒙,赵建. 中国机械工程. 2015(03)
[3]CrTiAlN涂层的显微组织及其在高速干铣削中的切削性能（英文）[J]. 鲁力,王启民,陈柄洲,敖永翠,余东海,王成勇,伍尚华,Kwang Ho KIM. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2014(06)
[4]Material removal rate of 6H-SiC crystal substrate CMP using an alumina（Al2O3） abrasive[J]. 苏建修,杜家熙,马利杰,张竹青,康仁科. 半导体学报. 2012(10)
[5]钛合金表面非平衡磁控溅射制备TiN薄膜的冲击磨损性能[J]. 王艳,周仲荣. 中国表面工程. 2010(04)
[6]Cr-N硬质镀层的断裂韧性和冲击疲劳特性研究[J]. 田林海,朱晓东,唐宾,潘俊德,何家文. 稀有金属材料与工程. 2010(S1)
[7]新型马氏体耐磨钢的冲击磨料磨损性能[J]. 王佳,时捷,王存宇,董瀚. 机械工程材料. 2009(12)
[8]Cu/Ni多层膜在多冲与压压载荷下的失效行为[J]. 刘国华,刘道新,张晓化,汤金钢,唐长斌. 中国表面工程. 2009(02)
[9]Tribological properties of TiAlN-coated cermets[J]. ZHENG Liyuna, ZHAO Lixina, and XIONG Weihaob a Key Laboratory of Resource Explore Research of Hebei Province, Hebei University of Engineering, Handan 056038, China b College of Materials Science and Engineering, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China. Rare Metals. 2009(01)
[10]先进刀具设计技术:刀具结构、刀具材料与涂层技术[J]. 刘战强. 航空制造技术. 2006(07)
本文编号：3734256
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/jiagonggongyi/3734256.html
