基体特性对TiSiN/TiAlSiN/AlTiN涂层WC-Co硬质合金膜基结合力的影响

基体物相特性会对涂层硬质合金整体的力学性能产生重要影响。制备了具有不同WC晶粒度和Co含量的WC-Co系列硬质合金,采用直流磁控溅射技术在其表面沉积同种Ti0.94Si0.06N/Ti Al Si N/Al0.52Ti0.48N涂层。结果表明,随WC-Co硬质合金基体WC晶粒度(1.2~0.4μm)的降低或Co含量(12Co~3Co)的减少,涂层与基体完全剥离时的临界载荷LC2逐渐增大。LC2与基体硬度HS或弹性模量ES之间在数值上具有较好的线性正相关性。涂层首次剥离时的临界载荷LC1能反映涂层的内聚失效抗力。适当的WC晶粒度和Co含量(超细晶10Co)能避免涂层产生较早的内聚失效或界面失效,有利于LC1和LC2的同步改善。

阴极电弧制备AlTiN和TiAlSiN涂层的性能及铣削性能

采用阴极电弧离子镀技术在YG10硬质合金试片及铣刀上分别制备了厚度为为2.604μm和2.798μm的纳微米AlTiN和TiAlSiN涂层,采用实验方法研究涂层的微观结构、力学性能,以及涂层刀具铣削HT200时的铣削性能。实验研究结果表明:制备的AlTiN及TiAlSiN涂层的硬度分别为29.14 GPa及38.94 GPa,Si元素的添加细化涂层组织结构,TiAlSiN涂层的断面结构更为致密,涂层的硬度及耐磨性显著增加。AlTiN及TiAlSiN涂层与基体的结合强度等级分别满足工业等级的HF3、HF1要求,TiAlSiN涂层表现出较好的膜基结合性能。相较于AlTiN涂层,TiAlSiN涂层刀具表现出较小的切削力。此外,TiAlSiN涂层比AlTiN涂层拥有较好的抵抗磨损的能力。

PVD涂层硬质合金刀具加工2Cr13性能对比试验研究

在相同材质刀片基体上分别涂覆不同种类的PVD涂层制成试验刀片。采用光学显微镜、扫描电子显微镜SEM及能谱仪EDS等对刀片涂层进行对比分析,用试验刀片分别对2Cr13不锈钢进行高速干式铣削试验,分析各涂层对刀片磨损形貌及其损坏机理的影响,对比各刀片的切削寿命,以优选出最佳涂层。分析结果表明,未涂层的刀片寿命最低,Ti Si N/Ti Al N涂层为最佳涂层,Ti Al Si N涂层刀片高温性能较好,双层结构Al Ti N涂层较Ti Al Cr N涂层和单层Al Ti N涂层表现出更好的耐磨性和高温性能。