2023年全國(guó)碩士研究生考試考研英語(yǔ)一試題真題(含答案詳解+作文范文)_第1頁(yè)
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1、涂層刀具兼有刀具基體材料強(qiáng)韌性和涂層材料耐磨性而成為現(xiàn)代切削領(lǐng)域中的應(yīng)用最廣泛刀具。TiAlN涂層的開發(fā)在刀具涂層材料發(fā)展史上具有里程碑的意義,因其具有良好的耐磨、抗氧化等優(yōu)點(diǎn),目前廣泛地應(yīng)用于各類切削涂層刀具。對(duì)TiAlN涂層的研制不僅能制備出性能良好的涂層,還可以對(duì)開發(fā)新型、復(fù)雜的刀具涂層具有啟迪作用。在TiAlN涂層基礎(chǔ)上,TiAl-X-N涂層可以形成復(fù)雜的“納米復(fù)合結(jié)構(gòu)”,擁有更加優(yōu)異的硬度和抗氧化性,能適應(yīng)Ti合金等難加工材料

2、苛刻的切削環(huán)境,進(jìn)而成為近年來研究熱點(diǎn)。磁控濺射技術(shù)具有應(yīng)用范圍廣、濺射過程穩(wěn)定、沉積速率快等優(yōu)點(diǎn)常用于TiAlN等涂層制備,能得到與基片結(jié)合牢固的刀具涂層。
  基于以上背景,本文采用磁控濺射技術(shù)進(jìn)行TiAlN刀具涂層的研制,考察濺射過程中基片偏壓、靶材功率和N2分壓對(duì)TiAlN涂層的組織與性能的影響,并且在硬質(zhì)合金刀片表面制備了TiAlN涂層進(jìn)行了切削試驗(yàn),與未涂層刀具進(jìn)行對(duì)比,最后,制備了TiAlSiN涂層,考察了Si含量對(duì)

3、TiAlSiN涂層組織與性能的影響。涂層的表面形貌主要用原子力顯微鏡(AFM)和場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)進(jìn)行觀察;涂層的截面形貌和厚度采用掃描電鏡(SEM)進(jìn)行觀察和測(cè)量;涂層的成分由能譜儀(EDX)進(jìn)行分析;涂層的物相采用X射線衍射分析儀分析。采用納米壓痕硬度儀測(cè)試涂層硬度和楊氏模量;采用表面性能測(cè)試儀測(cè)試涂層與基片結(jié)合力。所得結(jié)果如下:
  (1)磁控濺射法制備TiAlN涂層的厚度在1-4μm范圍內(nèi),增加基片偏壓、靶材功

4、率和N2分壓均有細(xì)化涂層顆粒,使涂層變致密的作用,且不同程度的使涂層沿(200)方向擇優(yōu)取向。
  (2) TiAlN涂層的硬度隨基片偏壓和靶材功率的增加呈先增加、再降低的趨勢(shì),隨N2分壓的增加呈現(xiàn)緩慢增加的趨勢(shì),本實(shí)驗(yàn)獲得最大硬度為26GPa,這些規(guī)律與涂層晶粒細(xì)化和擇優(yōu)取向等微觀結(jié)構(gòu)演變有關(guān);TiAlN涂層與基片結(jié)合力隨基片偏壓和N2分壓的增加而降低,本實(shí)驗(yàn)中獲得最高結(jié)合力為57N,這種變化規(guī)律與涂層應(yīng)力狀態(tài)和晶格常數(shù)有關(guān)。<

5、br>  (3)在工藝探索基礎(chǔ)上,選擇合適的工藝參數(shù),在硬質(zhì)合金銑刀刀片表面沉積TiAlN涂層并且進(jìn)行銑削實(shí)驗(yàn),結(jié)果表明,TiAlN涂層能保護(hù)刀具基體,降低磨損量,延長(zhǎng)切削時(shí)間1倍以上。
  (4)對(duì)于TiAlSiN涂層,隨著Si含量的增加,涂層晶粒細(xì)化,且沿(200)方向取向度增加,微觀結(jié)構(gòu)變化促進(jìn)了性能提升,當(dāng)Si含量為7at.%時(shí),涂層硬度達(dá)到最大35GPa,且TiAlSiN涂層與基片結(jié)合力并沒有減小,在70-80N的范圍內(nèi)

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