梯度涂层高速钢刀具切削性能

> 通过对不同材料的车削、钻削及铣削试验,对CrAlTiN和GLC梯度涂层高速钢刀具在切削过程中的磨损形式、刀具寿命及切削力等方面进行了大量的实验研究,并与未涂层刀具等进行了分析对比,获得了不同加工方式下涂层刀具磨损、切削力以及积屑瘤产生的变化规律,从而形成了CrAlTiN和GLC梯度涂层刀具的适应范围和切削条件,对扩大高速钢刀具的使用范围,减小刀具磨损,提高刀具寿命,降低切削力和粘屑,稳定尺寸精度和加工质量,提高加工效率找到了有效的途径。采用扫描电子显微镜和场发射扫描电子显微镜对刀具磨损区域进行了观察和分析,研究了涂层对高速钢刀具的改性机理及涂层高速钢刀具的磨损特性和失效机理。结果表明,涂层降低刀具温度,主要不是因为涂层对高速钢刀具基体的隔热作用,而是通过减小由切削变形功和刀-屑与刀-工间的摩擦功转化的热量,以及传导到刀具的切削热比例所引起的;并获得了刀具耐磨性高,在切削速度较低时,主要是涂层的高硬度和高耐磨性起作用,而切削速度较高时,主要涂层的高化学稳定性和耐热性起作用的重要结论。

高速钢 粉末高速钢在车削实验中,发现了前刀面月牙洼形成及发展的变化规律,研究了涂层在磨损过程中的作用,得出了正常磨损情况下,月牙洼的形成发展三阶段磨损机理。在钻削实验中,获得了GLC梯度涂层良好的固体润滑效果,特别是钻削铝硅合金或低速钻削钢料时对粘屑及积屑瘤的抑制作用,使孔的尺寸精度和表面质量明显提高;并发现了CrAlTiN梯度涂层钻头在干式切削条件下刀具各部分的磨损规律。