硬质合金切削刀具离子技术的表面改性

硬质合金刀具的高强度和抗腐蚀性能使其在建筑，生物医，学航天航空等领域得到广泛的应用，但硬质合金刀具由于高温化学性大，导热系数小等特性也易造成刀具在切削时产生粘着，刀面振颤，高温后造成刀具磨损加剧。硬质合金切削刀具离子技术的表面改性可通过等离子体浸没离子注入和等离子增强磁控溅射等手段。

等离子体浸没离子注入：CrAlN涂层的Al元素含量主要受非平衡磁控溅射方法制备CrAl涂层时的工艺参数影响，Al元素含量随铬靶的靶电流减小而增大， 随铬靶与样品台之间的 距离增大而增大；涂层主要由氮化物相与金属合金相(或金属相)组成；随着Al元素含量的增加，涂层硬度与弹性模量增加，摩擦系数降 低且体积磨损率降低。

等离子增强磁控溅射：硬质合金刀具涂层主要由氮化物与碳化物组成，氧元素的添加并未改变涂层晶体结 构Ti(或Cr)元素 的添加有利于提高涂层硬度与膜-基临界失效载荷Lc值，而Al元素的添加则降低了涂层硬度与Lc值，含氧涂层的Lc值大于不含氧 涂层的Lc值，但不含氧涂 层抵抗膜-基结合界面裂纹扩展的能力与硬度值均高于含氧涂层；结合摩擦系数、涂层体积磨损率与TC4体积磨损率分析，高硬度的 TiSiCN涂层耐磨损性能 高于CrSiCN涂层，添加Ti(或Cr)元素后涂层耐磨损性能提高，添加Al元素后涂层耐磨损性能降低；Ti基涂层系列 中，不含氧涂层的耐磨损性能优于含氧涂层，相反Cr基涂层系列中，含氧涂层的耐磨损性能优于不含氧涂层。

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