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。     

PVD涂层刀具铣削大理石切削力研究

利用正交设计进行PVD涂层刀具铣削大理石试验,研究切削参数对加工过程中切削力的影响。通过测力仪测得切削力信号,分析信号幅值波动原因。根据试验结果,讨论单一切削参数对切削力的影响趋势。采用最小二乘法原理建立了切削力预测模型,综合分析了切削速度、进给量及切削深度对切削力变化的贡献。探讨切削力出现尖点现象的原因,对预测模型修正并作F检验具有较高的显著性。结果表明,切削深度对切削力的影响最大,切削深度增加导致切削力呈升高趋势;切削速度是影响切削力的次要因素,随着切削速度的提高切削力呈减小趋势;进给量对切削力影响最小,其增大使切削力缓慢变大。     

PVD涂层与未涂层硬质合金刀具切削力的对比试验研究

应用同型号未涂层、TiN涂层和TiCN涂层硬质合金刀具进行切削试验 ,用KISTLER三向测力仪、电荷放大器和PC机组成的切削力数据采集系统进行三向切削力采集。试验表明在切削过程中PVD涂层硬质合金刀具的切削力随刀具进给量、切削深度、切削速度的变化规律与未涂层硬质合金刀具相同 ,但涂层硬质合金刀具的切削力明显小于未涂层硬质合金刀具的切削力     

基于切削力的金属陶瓷刀具表面摩擦系数研究

采用金属陶瓷NX2525、YNG151、涂层金属陶瓷PV30、涂层硬质合金YBC251四种刀具分别切削球墨铸铁,根据测得的切削力数据,分析了刀具前刀面摩擦系数及其差异.实验和分析结果表明,与YNG151相比,NX2525的摩擦系数较小,但刀具的耐磨性较低,原因是后者材质中有较高的N含量;在高速情况下,PV30和YBC251的涂层都起到了较好的减摩作用,但是由于基体材料的耐磨性不同,PV30的刀具寿命更长.     

PVD TiCrAlN刀具涂层高频疲劳性能研究

通过超声辅助振动的方式,用金刚石压头对PVD TiCrAlN涂层进行不同振幅下的高频冲击试验。采用扫描电子显微镜(SEM)和3D轮廓仪等对冲击后涂层的表面破坏形式和压痕形状进行检测,得出TiCrAlN涂层的抗冲击能力,分析了涂层冲击失效机理。结果表明:TiCrAlN涂层在受到冲击时产生侧向裂纹等失效形式;涂层在冲击载荷下受到的最大拉应力靠近冲击中心接触区边界;TiCrAlN涂层在高频冲击载荷作用下容易发生破坏,但是没有发生剥落,原因可能是:TiCrAlN涂层与基体界面处的结合力较好,涂层与基体界面的结合力影响了刀具涂层的抗冲击强度。     

TiAlSiN涂层刀具研究新进展

在TiAlN涂层中添加第四组元素以提高涂层的力学性能和热稳定性已成为目前刀具涂层的前沿领域。而在这些多元涂层中,Si能显著改进(Ti,Al)N涂层的抗氧化性、热稳定性和硬度,因而引起了研究人员的极大兴趣和关注。对TiAlSiN涂层的发展过程、Si在TiAlSiN涂层中的作用、TiAlSiN涂层的制备方法以及其发展趋势做了系统介绍。     

刀具 PVD 涂层技术的发展

介绍了刀具ＰＶＤ涂层技术和材料的发展现状及趋势,指出在进一步开发新型超硬涂层的同时,具有良好应用前景的软涂层已成为研究开发的另一热点。     

TiAlSiN涂层刀具的发展与应用

为满足更加复杂的工业应用需求,在现有刀具涂层中添加其他元素来改善涂层的力学性能,成为目前刀具涂层领域研究的热点。用多弧离子镀和磁控溅射等PVD方法,在TiAlN基中加入Si元素制备的TiAlSiN刀具涂层具有特殊的纳米结构,表现出了更加优异的力学性能、热稳定性和抗氧化性,适合于高速和干式切削,引起了极大的关注,具有广泛的应用前景。本文对TiAlSiN刀具涂层的组织结构、性能特点和制备方法,以及TiAlSiN涂层刀具的应用做了系统的介绍。     

TiAlN涂层刀具的发展与应用

TiAlN涂层作为一种新型涂层材料,具有硬度高、氧化温度高、热硬性好、附着力强、摩擦系数小、导热率低等优良特性,有望部分或完全替代TiN,尤其适用于高速切削。文中对国内外TiAlN涂层刀具的发展与应用状况进行了综合评述,并着重分析了TiAlN涂层工艺及其切削性能。     

TiAlN涂层含Al量对力学性能和摩擦性能的影响

利用UMT-2高温摩擦磨损试验机、结合MFT-4000型多功能表面性能试验仪对比研究不同含Al量TiAlN涂层PVD涂层力学性能和加工汽轮机不锈钢材料的摩擦性能。结果表明,Al含量高的AlTiN涂层的抗剪和抗压强度均和整体力学性能比Al含量低的TiAlN涂层好;在摩擦过程中,TiAlN涂层不平稳,AlTiN摩擦过程平稳,摩擦系数低;切削试验表明Al含量高的AlTiN涂层更适于加工汽轮机不锈钢材料。     

基于FEM的三维切削力预报研究

采用大型有限元分析软件Deform3D建立了三维切削的切削力预报模型并对车削的切削力进行了预报。为了验证预报结果的准确性,进行了车削的测力实验,并将预报的结果、理论公式和传统的经验公式在相同切削条件下的计算结果与实验结果进行了对比分析。其结果表明采用有限元方法进行三维切削力的预报是可行的。     

激光熔敷工艺参数对刀具氮铝钛涂层性能的影响分析

采用不同的激光熔敷工艺参数,在9W18Cr4V高速钢刀具表面制备了氮铝钛涂层,并对涂层的显微组织、高温硬度和耐磨损性能进行了测试与分析。结果表明,随激光功率的增大,涂层的平均晶粒尺寸先基本不变后增大、高温硬度先增大后减小、耐磨损性能先提高后下降;随激光扫描速度的增快,涂层的平均晶粒尺寸先减小后基本不变、高温硬度先增大后减小、耐磨损性能先提高后下降。激光功率优选为3k W、扫描速度优选为5mm/s。     

Evaluation on Effectiveness of CVD and PVD Coated Tools during Dry Machining of Incoloy 825

With wide applications of nickel-based superalloys in strategic fields, it has become increasingly necessary to evaluate the performance of different advanced cutting tools for machining such alloys. With a view to recommend a suitable cutting tool, the present work investigated various machinability characteristics of Incoloy 825 using an uncoated tool, chemical vapor deposition (CVD) of a bilayer of TiCN/Al₂O₃, and physical vapor deposition (PVD) of alternate layers of TiAlN/TiN-coated tools under varying machining conditions. The influence of cutting speed (51, 84, and 124 m/min) as well as feed (0.08, 0.14, and 0.2 mm/rev) was comparatively evaluated on surface roughness, cutting temperature, cutting force, coefficient of friction, chip thickness, and tool wear using different cutting tools. Although the CVD-coated tool was not useful in decreasing surface roughness and temperature, a significant reduction in cutting force and tool wear could be achieved with the same coated tool under a high cutting speed of 124 m/min. On the other hand, the PVD-coated tool outperformed the other tools in terms of machinability characteristics. This might be attributed to the excellent antifriction and antisticking property of TiN and good toughness due to the multilayer configuration in combination with a thermally resistant TiAlN phase. Adhesion, abrasion, edge chipping, and nose wear were the prominent wear mechanisms of the uncoated tool, followed by the CVD-coated tool. However, remarkable resistance to such wear was evident with the PVD TiAlN/TiN multilayer-coated tool.     

新型陶瓷刀具的研究

介绍了新型陶瓷刀具的特点,并在此基础上阐明新型陶瓷刀具的应用。     

基于热四极法的涂层刀具切削温度分布研究

为研究涂层在切削过程中对刀具温度分布的影响,建立了涂层刀具的三维瞬态热传导分析模型,发展了基于热四极法的切削过程涂层刀具三维温度场求解算法,得到了涂层刀具的瞬态温度分布。研究了涂层厚度、热对流以及界面热阻对涂层刀具切削温度分布的影响,为切削加工中涂层厚度的确定、切削液的选择以及涂层刀具的失效诊断提供了理论依据。     

PCBN刀具高速切削镍基高温合金切削力及刀具磨损试验研究

高速切削加工过程中切削参数的选择对刀具切削性能具有较大的影响。镍基高温合金因在高温条件下仍具有较高的抗疲劳强度、屈服强度、抗拉强度等特点,被广泛应用于航空航天、船舶、核电等行业。但是镍基高温合金的切削加工性能差,主要表现在切削力大、切削温度高、刀具磨损现象严重等方面。本文从切削速度、进给量、切削深度等切削参数对切削力的影响进行研究,同时对PCBN刀具磨损形貌进行分析。采用PCBN刀具进行高温合金车削试验,得到PCBN刀具切削高温合金GH4169时切削参数对切削力的影响规律,并探讨不同刀具磨损形貌产生的原因,为高温合金高速切削加工参数制定及工艺优化提供一定参考。     

陶瓷涂层刀具切削灰铸铁的试验研究

为了探究陶瓷涂层刀具涂层材质、基体材质对切削性能的影响,试验采用四种陶瓷涂层刀具连续干切削灰铸铁,测试了切削力和切削温度的变化情况以及后刀面的磨损量和已加工表面的粗糙度。结果表明,在刀具基体同为Si_3N_4的条件下,涂层材质为Ti N/Al_2O_3/Ti C的刀具比Ti N/Al_2O_3的切削性能好;在涂层材质同为Ti N的条件下,刀具基体Al_2O_3/Ti CN比Al_2O_3/Ti C的切削性能好。研究发现:四种陶瓷涂层刀具前刀面磨损形式均为微崩刃和月牙洼,后刀面磨损形式均为磨粒磨损和粘着磨损,涂层的磨损形式均为剥落和扩散磨损。     

基于HSM的氮铝钛涂层刀具切削性能的研究

通过对TiAlN涂层硬质合金刀具在淬硬模具钢高速数控切削中的切削力、刀具磨损及加工策略的分析,为模具材料的高速数控加工提供了实用依据。     

晶粒细化对金刚石涂层刀具切削性能的影响

金刚石涂层具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨性和高导热性能。本文着重介绍了金刚石涂层刀具的发展动向及现状,并通过金刚石涂层刀具的切削试验表明了金刚石涂层刀具的使用寿命明显高于未涂层的硬质合金刀具,采用金刚石涂层刀具进行切削可以获得更高的表面加工质量和生产率。