类金刚石涂层刀具铣削Ti6Al4V性能研究

Ti6Al4V因其优异的综合性能,广泛应用于航空、航天、海洋工程、机械等诸多领域,但由于其较高的化学活性和较低的热导率,对刀具的切削性能要求较高。YG类硬质合金刀具具有较高的抗弯强度和韧性,适用于加工钛合金,而类金刚石涂层(DLC)作为最广泛使用的涂层材料,具有高导热性,能够有效散发接触区产生的热量。本文利用等离子增强磁控溅射方法在硬质合金基体上制备了类金刚石涂层刀具,研究涂层刀具干式铣削Ti6Al4V时刀具磨损情况,通过显微镜研究了后刀面和前刀面的磨损形态,利用三维坐标仪上测量后刀面的平均磨损量。实验结果表明:刀具前刀面主要表现为边界磨损,微崩刃,条纹状磨损的过程,靠近刀具切削部分,类金刚石涂层(DLC)产生不同程度的脱落,而远离切削部分与基体结合完好。随着切削时间的增加,刀具前刀面在高压高温作用下,类金刚石涂层(DLC)有小范围的脱落迹象,最后类金刚石涂层(DLC)出现大面积脱落导致涂层刀具失效,这是由于在高温高压作用下,石墨化和氧化会导致类金刚石涂层刀具快速失效。随着切削时间的继续增加,类金刚石涂层脱落已经扩展至远离参与切削的位置,此时刀具前刀面出现明显的月牙洼磨损形态,切削刃明显变钝。由此可见,类金刚石涂层刀具并没有表现出优异的切削性能。