AlTiN和AlTiN/AlCrN涂层对Ti(C,N)基金属陶瓷性能的影响

2025-04-08 100 0.83M 0

  Ti(C, N)基金属陶瓷因其优异的硬度、耐磨性及抗高温变形能力,已成为切削刀具领域的重要材料。但其金属粘结相在高速切削中易引发粘附磨损、扩散及高温软化等问题,导致刀具性能下降。为改善Ti(C,N)基金属陶瓷的性能,采用阴极弧蒸发法在Ti(C, N)基金属陶瓷表面分别沉积AlTiN和AlTiN/AlCrN涂层,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、洛氏硬度计、纳米压痕仪、摩擦磨损试验、氧化试验以及车削试验研究了表面涂层对金属陶瓷力学性能、摩擦性能、抗氧化性能以及切削性能的影响规律。结果表明:AlTiN和AlTiN/AlCrN涂层呈现出单相面心立方结构,硬度分别为33.9±0.8 GPa和36.1±1.6 GPa,高于Ti(C, N)基金属陶瓷基体的27.4±1.7 GPa。经过沉积AlTiN和AlTiN/AlCrN涂层后Ti(C, N)基金属陶瓷断裂韧性、耐磨性以及抗氧化性能均得到提升,其中AlTiN/AlCrN涂层对Ti(C, N)基金属陶瓷性能提升更加明显。由于高的硬度、低的摩擦因数以及优异的抗氧化性,经过沉积AlTiN/AlCrN涂层后金属陶瓷刀具的切削寿命较无涂层刀具提升了~75%。研究探明了表面涂层对Ti(C, N)基金属陶瓷耐磨性、高温抗氧化性以及切削寿命的影响规律,有效提升Ti(C, N)基金属陶瓷的综合性能,为金属陶瓷刀具在高速切削加工领域的应用提供重要支持。



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