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刀具表面磁控溅射CrN涂层及其耐磨性能研究
引用本文:钟厉,龙永杰,韩西.刀具表面磁控溅射CrN涂层及其耐磨性能研究[J].表面技术,2018,47(10):151-156.
作者姓名:钟厉  龙永杰  韩西
作者单位:重庆交通大学,重庆,400074;四川交通职业技术学院,成都,611130
基金项目:重庆市基础科学与前沿技术研究(重点)项目(cstc2015jcyjBX0140)
摘    要:目的 提高刀具耐磨性能,延长刀具材料的使用寿命,减小刀具在加工过程中的磨损。方法 采用射频磁控溅射法在高速钢刀具表面沉积CrN涂层,用XRD、FESEM等分析涂层的组织结构与微观形貌,用X射线谱仪(EDS)测量涂层成分含量及其分布,用划痕仪测定膜基结合力,用球-盘磨损仪进行磨损实验。探讨不同摩擦条件下涂层的耐磨性能,探究不同摩擦条件对未镀膜刀具与镀膜刀具摩擦学性能的影响,对比分析摩擦系数、磨痕深度、磨痕宽度随参数变化的规律。结果 磁控溅射制备出结构致密、轮廓清晰、表面平整度趋于光滑的CrN涂层,涂层呈现三角锥形貌,具有明显的CrN(111)择优取向,膜基结合力为31.6 N。磨损试验表明,高载荷条件下(载荷5 N),未镀膜刀具磨损较严重,磨痕颜色较深,磨痕深度与宽度分别为27.6、980.2 μm,摩擦系数为0.498。镀膜刀具磨痕两侧只有轻微的犁沟和较少的磨屑堆积,表面磨痕颜色较浅,磨损轻微,磨痕深度与宽度分别为2.25、570.8 μm,摩擦系数为0.314。结论 在高速钢刀具表面沉积CrN涂层能显著提高刀具的耐磨性能,刀具在磨损试验中磨痕深度、磨痕宽度和摩擦系数均较小。

关 键 词:高速钢刀具  磁控溅射  CrN涂层  耐磨性能  微观形貌
收稿时间:2018/6/6 0:00:00
修稿时间:2018/10/20 0:00:00

Preparation and Wear Resistance Properties of CrN Coating by Magnetron Sputtering on Tool Surface
ZHONG Li,LONG Yong-jie and HAN Xi.Preparation and Wear Resistance Properties of CrN Coating by Magnetron Sputtering on Tool Surface[J].Surface Technology,2018,47(10):151-156.
Authors:ZHONG Li  LONG Yong-jie and HAN Xi
Affiliation:1.Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China,2.Sichuan Vocational and Technical College of Communications, Chengdu 611130, China and 1.Chongqing Jiaotong University, Chongqing 400074, China
Abstract:
Keywords:high speed steel tool  magnetron sputtering  CrN coating  wear-resisting performance  morphology
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