氮化碳涂層刀具的制備及其TC4合金切削應(yīng)用研究.pdf

1、鈦合金具有比強(qiáng)度高、熱強(qiáng)度好、耐腐蝕、資源豐富等一系列優(yōu)點(diǎn)，其在汽車、醫(yī)療、體育、航空航天等領(lǐng)域中的應(yīng)用越來越廣泛。但是由于鈦合金的切削加工性較差，因此，如何提高鈦合金的加工效率和加工質(zhì)量成為當(dāng)前研究的一個熱門問題。高速切削是解決這一問題最有效的加工手段，采用高速切削需要相應(yīng)的新型切削刀具。
　　C3N4涂層刀具作為一種新型超硬涂層刀具，其主要特點(diǎn)是硬度高、耐磨損、摩擦系數(shù)小和導(dǎo)熱性好，和金剛石的特性十分相似，是一種綜合性能較好的

2、新型涂層刀具。本文對C3N4涂層刀具的制備及其對TC4鈦合金的切削性能進(jìn)行了研究，分析了磨損機(jī)理并優(yōu)化了刀具的幾何參數(shù)。
　　1、對C3N4涂層刀具制備進(jìn)行了系統(tǒng)研究。分析了磁控濺射的基本原理，闡述了涂層設(shè)計思路，并成功的制備了C3N4涂層，同時對C3N4涂層的特性進(jìn)行研究。
　　2、對C3N4涂層刀具切削TC4鈦合金進(jìn)行了試驗研究。通過對比C3N4涂層刀具和未涂層YG8刀具的鈦合金切削試驗，研究C3N4涂層刀具的切削特性。

3、結(jié)果表明：C3N4涂層刀具的切削力減小25％~35％，C3N4涂層刀具要比YG8未涂層刀具的切削性能有明顯改善，其刀具壽命提高約3倍以上，隨著切削速度的提高，C3N4涂層刀具的壽命也將大幅度提高。
　　3、對刀具磨損機(jī)理進(jìn)行了分析。通過C3N4涂層車刀與未涂層刀具在切削TC4鈦合金試驗對比，研究 C3N4涂層刀具的磨損機(jī)理。結(jié)果表明：在切削過程中，YG8刀具磨損較快，部分位置刀具材料大塊脫落。C3N4涂層刀具前刀面磨損緩慢，邊界呈

4、鋸齒狀，說明涂層刀具具有很強(qiáng)的抗磨損能力。涂層車刀前刀面磨損區(qū)仍有少量的涂層以片狀結(jié)構(gòu)的形式存在；涂層車刀后刀面的氧化磨損比前刀面嚴(yán)重；其磨損主要原因是磨粒磨損、粘結(jié)磨損、擴(kuò)散磨損和氧化磨損。
　　4、對C3N4涂層刀具切削鈦合金時的刀具幾何參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化。通過切削試驗表明：前角的增大，刀具切削刃變的鋒利，但是前角過大會使刀具強(qiáng)度降低，因此，在使用C3N4涂層刀具車削TC4鈦合金時，精車時前角選擇5°~7°，粗車時前角選擇3°~5°