双辉等离子渗钽对TiAlN/Ta复合涂层结构和性能的影响

采用Ta层作为过渡层,通过双辉等离子渗金属(DGPSA)与射频磁控溅射(RFMS)辅助直流脉冲磁控溅射技术(DCPMS)制备TiAlN/Ta复合涂层。借助掠入射XRD、SEM、AFM、纳米压痕、划痕以及摩擦磨损测试了不同工艺制备的Ta过渡层对复合涂层的相结构、表面(截面)形貌、硬度、结合力、韧性和摩擦磨损性能的影响。结果表明,TiAlN复合涂层在高偏压作用下结构致密,RFMS技术制备的Ta过渡层为柱状晶结构,复合涂层表面粗糙度较小,硬度较大而磨损稳定性和耐磨性较差;而DGPSA技术制备的Ta过渡层为纳米晶结构,复合涂层表面粗糙度较大,硬度降低但磨损稳定性与耐磨性都增强。对比发现,通过DGPSA技术制备Ta过渡层使得TiAlN/Ta复合涂层的结合力与韧性大幅度提高。

基于切削力的PVD涂层刀具性能研究

本文在干式切削条件下,选用钴基硬质合金无涂层数控刀具和钴基硬质合金基体TiAlSiN与TiAlN/Ta涂层数控刀具,分别切削淬火态45钢(52HRC);车削时,采用SW-1车刀空间受力分析仪测量刀具在车削状态下的三向力;结合对被加工件的表面粗糙度测定,探讨TiAlSiN、TiAlN/Ta涂层刀具在相同条件下的三向力、摩擦力和摩擦系数与无涂层钴基硬质合金刀具的差异。结果表明,在车削高硬度材料时,涂层及其成分对车刀三向力和摩擦系数均有较大影响,TiAlN体系中加入稀土元素Ta形成的TiAlN/Ta多层涂层刀具的三向力、摩擦系数明显小于TiAlSiN涂层刀具,而且被加工件的表面粗糙度更小。