不同子层厚度比AlCrBN/AlTiN多层涂层高速干式切削性能研究OA北大核心CSTPCD

目的通过改变AlCrBN/AlTiN多层涂层的子层厚度比,提高AlCrBN/AlTiN多层涂层的高速干式切削加工钛合金性能。方法使用电弧离子镀技术制备了不同子层厚度比(AlCrBN子层/AlTiN子层)的AlCrBN/AlTiN多层涂层。采用XRD衍射仪、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和洛氏压痕仪对涂层的组织结构和力学性能进行表征,采用高温真空退火炉、摩擦磨损试验机、数控车床等研究多层涂层的高温稳定性、摩擦磨损性能和高速干式车削性能,并对多层高速干式切削加工钛合金的磨损行为进行了详细研究。结果涂层相组成为fcc-(Cr,Al)N和fcc-(Ti,Al)N,涂层组织随着子层厚度比的增加更加致密,涂层硬度和结合强度则随着子层厚度比的增加先升高后降低,其中当AlCrBN子层/AlTiN子层厚度比为2∶1时,涂层表现出最高的显微硬度(4470HK0.05±144HK0.05)和良好的结合强度(HF 1),以及优异的摩擦磨损性能(摩擦因数为0.56,磨损率为0.21×10^(-15)m^(3)/(N·m))。在不同切削条件(100m/min和150m/min)下,涂层高速干式切削性能随着子层厚度比的增加呈现先升高后降低的趋势。其中当子层厚度比为2∶1时,涂层的车削性能最佳(100 m/min时切削寿命为14 min,150 m/min时切削寿命为280 s),切削过程中的磨损机理为黏结磨损和氧化磨损。结论通过调控AlCrBN/AlTiN多层涂层的子层厚度比,可以显著提高AlCrBN/AlTiN多层涂层的摩擦磨损和高速干式切削加工钛合金性能。