基于多弧离子镀TiAlCN涂层的结构、力学及切削性能研究

为提高硬质合金刀具的切削加工性能,研究基于多弧离子镀技术在316L不锈钢及硬质合金(WC/Co)刀具表面制备了C掺杂TiAlCN涂层。首先采用扫描电子显微镜(SEM)、能量色散光谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、拉曼光谱仪(Raman)、X射线光电子能谱仪(XPS)分析了TiAlCN涂层的表面形貌、元素成分、物相结构、碳峰位及化学态信息;然后通过二维触针轮廓仪、三维光学轮廓仪、纳米压痕仪及摩擦磨损试验机表征了TiAlCN涂层的表面粗糙度、三维形貌、纳米硬度、弹性模量及摩擦系数;最后利用高速切削测试验证了TiAlCN涂层的切削加工性能。结果表明：TiAlCN涂层表面致密光滑,无针孔、凹坑等缺陷,表面粗糙度Ra为0.066μm;TiAlCN涂层的物相组成复杂,主要为TiN、Ti(C,N)及Ti₃Al(C,N),且涂层中形成了以sp²及sp³形式杂化的非晶碳;TiAlCN涂层的纳米硬度(H)、弹性模量(E)及H/E、H³/E²分别为34.18 GPa、398.57 GPa及0....