TiCN/Al₂O₃涂层厚度对刀片切削性能的影响及其磨损机理研究

姜波^1,2,3，严宏志¹，王社权^2,3，章伟²

1. 中南大学机电工程学院2. 株洲钻石切削刀具股份有限公司3. 硬质合金国家重点实验室

摘 要：采用化学气相沉积的方法制备了3种不同涂层厚度的数控刀片样品,1#样品碳氮化钛MT-TiCN与Al2O3厚度分别为8μm与5μm,2#样品分别为10μm与6μm,3#样品分别为12μm与8μm。利用SEM、EDS和超景深显微镜表征了涂层的微结构和切削性能,并分别研究了3种不同厚度涂层在切削加工过程中的失效形式。结果表明,在高速车削加工铸铁时,1#样品的8次平均切削寿命为12 min,2#样品的平均切削寿命为16 min,3#样品的平均切削寿命为10 min,MT-TiCN与Al2O3厚度分别为10μm与6μm的2#样品显示切削性能最优,涂层厚度的适量增加有效的提升了样品的切削性能。其失效形式结果显示,1#、2#、3#样品开始出现粘结磨损的时间分别为6、10、4 min,粘结磨损后涂层开始逐渐失效。因此涂层厚度的适当增加有效的提高了其耐磨性能。

关键词：涂层厚度;MT-TiCN;Al2O3;切削性能;粘结磨损;