涂层硬质合金刀片切削性能的试验研究

梯度硬质合金金刚石涂层刀具的切削性能研究1. 引言- 研究目的- 研究背景- 研究意义2. 实验方法- 实验样本制备- 实验装置介绍- 切削试验参数设置3. 实验结果分析- 切削力分析- 表面质量分析- 切削温度分析- 刀具磨损分析4. 结果讨论- 实验结果分析及比较- 合金材料/涂层对切削性能的影响- 实验结论及局限性分析5. 总结与展望- 研究总结- 研究展望- 应用前景和推广价值注：此为提纲，可根据具体情况进行修改完善。

1. 引言：随着现代制造业的发展，对金属材料加工的需求也越来越大。

在这一背景下，硬质合金金刚石涂层刀具逐渐成为了一种高效且经济实用的刀具，得到了广泛的应用。

这种刀具在切削加工的过程中表现出了良好的耐磨性、高速度、高效率的优点，有效地提高了制造成本的竞争能力。

本研究旨在探究梯度硬质合金金刚石涂层刀具的切削性能，为该领域的进一步研究和实际应用提供理论和实践基础。

1.1 研究目的随着制造业的快速发展，对金属材料加工的追求也时刻不停止。

硬质合金金刚石涂层刀具在加工效率、生产质量等方面优势明显，然而在刀具性能的实际应用中，仍然存在一些困难。

因此，本研究的目的是通过实验分析，探究梯度硬质合金金刚石涂层刀具的切削性能，期望为实际应用提供理论基础和技术支持。

1.2 研究背景刀具的发展与人类生产实践的历史特别长，现代技术的飞速发展，特别是先进材料的广泛应用，为刀具的发展历程注入了更为深刻和持久的动力。

当前，被广泛认识和采用的数种刀具有：高速钢刀具、硬质合金刀具、陶瓷刀具、多边形刀具、CBN刀具等。

在这一系列刀具中，硬质合金金刚石涂层刀具是一种技术含量高、制造技术难度大的新型刀具。

其优点在于具有高硬度、高韧性、优良的耐磨性和热稳定性，而梯度硬质合金金刚石涂层刀具是在普通硬质合金刀具上进行硬质金刚石涂层化学镀覆的改进，可以根据工艺要求制作出表面具有梯度硬度的刀具。

在获得这种切削刀具类上的成功之后，尤其是在高速切削和干切削中，在模具切削加工领域中有着广泛的应用，因此也受到越来越多研究者的关注。

PVD、CVD涂层硬质合金刀片铣削2Cr13不锈钢磨损实验
研究
杨剑;吴张欣;严亮;李炳蔚;高培文;雷学林;何云
【期刊名称】《工具技术》
【年(卷),期】2024(58)3
【摘要】2Cr13不锈钢是一种典型的难加工材料。

在其铣削加工过程中,存在铣削力大、铣削温度高、加工硬化趋势强、切屑黏附性强、刀具磨损严重等问题。

选用AlCrN(PVD)和TiCN-Al_(2)O_(3)-TiN(CVD)两款不同涂层的RCKT 1606圆形铣刀片,对2Cr13不锈钢进行铣削实验,并分析这两款涂层加工不锈钢的磨损性能及失效机理。

结果表明:TiCN-Al_(2)O_(3)-TiN涂层刀片铣削加工10m以后,两个刀片的后刀面磨损量均超过了0.3mm,且切削刃发生崩刃失效;AlCrN涂层刀片铣削
10m后,两个刀片的后刀面磨损量均超过0.12mm;在2Cr13不锈钢的铣削加工中,使用AlCrN(PVD)涂层可以有效提高刀具的切削寿命。

【总页数】5页(P64-68)
【作者】杨剑;吴张欣;严亮;李炳蔚;高培文;雷学林;何云
【作者单位】中国船舶集团有限公司第七一一研究所;华东理工大学机械与动力工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG714;TH117
【相关文献】
1.CVD金刚石涂层刀具在石材铣削中的磨损特性研究
2.TiAlN涂层硬质合金可转位刀具快速铣削钛合金刀片磨损研究
3.PVD涂层硬质合金刀具加工2Cr13性能对比试验研究
4.PVD-AlTiN涂层刀具高速干铣削高温合金的磨损机理研究
5.硬质合金涂层刀片铣削AISI410不锈钢刀具寿命研究
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

切削刀具硬质涂层的结构及其切削性能的研究方浩天;周飞;马强;吴志威;孔继周【期刊名称】《机械制造与自动化》【年(卷),期】2017(046)004【摘要】阐述了切削刀具用硬质涂层材料的研究现状,分别介绍了二元、三元以及三元以上的碳、氮基涂层材料,探讨了加入不同元素对刀具涂层的结构、机械性能、抗氧化性能和切削性能的影响.涂层材料逐渐由二元材料发展为多元材料,元素的添加使得涂层的结构发生改变,进而影响涂层的力学性能、抗氧化性能,综合性能得到提升,因此使涂层的切削性能得到提高.涂层刀具的应用显著提高了刀具的使用寿命,可有效减少资源的浪费,促进高速干切削技术的发展,刀具涂层技术的发展也促进了制造业向绿色制造发展.【总页数】5页(P1-4,21)【作者】方浩天;周飞;马强;吴志威;孔继周【作者单位】南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016;南京航空航天大学机械结构力学及控制国家重点实验室,江苏南京210016;南京航空航天大学机电学院,江苏南京210016【正文语种】中文【中图分类】TG71【相关文献】1.高效车削铝合金刀具结构设计及切削性能研究 [J], 朱晓丽;邓继文;陈佃阳2.TiN涂层刀具切削淬硬H13钢切削性能试验研究 [J], 杜劲;王立国3.不同切削距离下硬质合金刀具加工GH4169的切削性能研究 [J], 王奔;常康;王碧玲;迟兴春;王明海4.Cr/x/DLC复合涂层刀具切削铝硅合金切削性能研究 [J], 郝甜妹;杜劲;张静婕;张重彦;孔祥民5.石墨烯/WC基梯度纳米复合刀具的微观结构调控及其切削性能研究 [J], 孙加林;赵军(指导)因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

硬质合金刀片α－Ａｌ２Ｏ３涂层研究张静１，２李昆１陈响明１，２（１．中南大学粉末冶金国家重点实验室，湖南长沙４１００８３；２．株洲钻石刀片股份有限公司，湖南株洲４１２０００）摘要采用一种全新的过渡层工艺，在过渡层上进行Ａｌ２Ｏ３化学气相沉积涂层，制备了单一α－Ａｌ２Ｏ３涂层，取代传统的κ－Ａｌ２Ｏ３涂层或κ－Ａｌ２Ｏ３和α－Ａｌ２Ｏ３混合涂层，应用于灰口铸铁高速切削加工，解决了传统的κ－Ａｌ２Ｏ３涂层或者是κ－Ａｌ２Ｏ３和α－Ａｌ２Ｏ３混合涂层高速切削中稳定应用的问题。

关键词灰口铸铁过渡层α－Ａｌ２Ｏ３涂层化学气相沉积!!!!"!"!!!!"!"材料科学项目来源：株洲钻石刀片股份有限公司研发中心涂层微观机理研究项目分支课题。

作者：张静，（１９７７－），中南大学硕士研究生，工程师，主要从事涂层工艺研究。

第２４卷第１期２００７年３月Ｖｏｌ．２４Ｎｏ．１Ｍａｒ．２００７硬质合金ＣＥＭＥＮＴＥＤＣＡＲＢＩＤＥ传统硬质合金刀片涂层中的Ａｌ２Ｏ３涂层通常得到的是κ－Ａｌ２Ｏ３涂层或κ－Ａｌ２Ｏ３和α－Ａｌ２Ｏ３混合涂层。

在高速切削加工过程中，刀片切削刃区的温度会很高，甚至超过１０００℃，κ－Ａｌ２Ｏ３晶型中氧阴离子会发生大规模重排，而导致发生同素异型转变为α－Ａｌ２Ｏ３［１～３］。

由于两种晶型的Ａｌ２Ｏ３涂层的点阵常数和密度不同［４］，这样的转变会导致裂纹的出现和更快扩展，使得Ａｌ２Ｏ３涂层失去阻热作用，并成为新的裂纹源，刀片的使用寿命将降低，并且不能保证刀片的加工稳定性。

传统化学气相沉积Ａｌ２Ｏ３涂层技术一般直接沉积在其它传统涂层，如ＴｉＣ、ＴｉＮ、ＴｉＣＮ等涂层上。

通过研究，我们发现想要生成单一α－Ａｌ２Ｏ３涂层，除了与反应气体纯度、配比浓度、温度、时间、压力等等因素有关外，还与涂层沉积面物质晶型、点阵常数有关。

沉积一层全新的过渡层是我们制备单一α－Ａｌ２Ｏ３涂层采取的主要方式。

硬质合金刀具和涂层刀具车削加工Ti-6Al-4V 的性能研究冯鸿钦（闽西职业技术学院福建龙岩364021）摘要：采用硬质合金刀具和硬质合金涂层刀具在低速和高速两种切削状态下进行Ti-6Al-4V的车削对比试验，通过对两种刀具的刀具寿命和刀具的磨损形貌进行观察分析，研究硬质合金刀具和涂层刀具在不同切削状态下的切削性能。

关键词：刀具材料；Ti-6Al-4V ；刀具寿命；磨损机理中图分类号：TG71文献标识码：A文章编号：1673－4629(2010)02－0029－03收稿日期：2009-12-21作者简介：冯鸿钦，男，福建龙岩人，高级讲师，主要研究方向：机械制造工艺。

龙岩学院学报JOURNAL OF LONGYAN UNIVERSITY2010年4月第28卷第2期April 2010Vol．28No．21引言Ti-6Al-4V 是典型α+β钛合金，具有比强度高、热强度高、抗腐蚀性好等优良特性[1,2]，在航天、汽车、化工、体育等领域获得广泛的应用。

但同时它本身还具有导热系数小、高温化学活性大、弹性模量低、与其它金属材料摩擦系数大等特性，使得Ti-6Al-4V 材料又是一种典型的难加工材料[3,4]。

在实际生产应用中，钛合金的切削加工通常都在低速、低效和使用大量冷却液的条件下进行。

如何高速、高效、绿色切削加工钛合金已成为当前加工领域研究的热点和难点。

目前普遍认为在切削加工钛合金时，当切削速度大于60m/min 即为高速切削[5]。

国内外许多学者对钛合金材料的高速切削加工进行了研究探讨。

本文中，作者采用硬质合金刀具和硬质合金涂层刀具在低速和高速两种切削状态下进行Ti-6Al-4V 的车削对比试验，通过对两种刀具的刀具使用寿命和刀具的磨损形貌进行观察分析，从而研究硬质合金刀具和涂层刀具在不同切削状态下的切削性能。

2实验方案在C6140车床上使用型号均为SNMG120408MS的硬质合金刀具和硬质合金涂层刀具，配合型号为DSSNR2020K12KC04的刀杆进行干车削加工钛合金棒料试验。

金属切削中刀具表面涂层对切削性能的影响分析刀具表面涂层在金属切削加工中起着关键作用。

它们可以改善刀具的耐磨性、减少摩擦和热量积聚，提高刀具寿命和切削效率。

本文将对金属切削中刀具表面涂层对切削性能的影响进行详细分析。

首先，刀具表面涂层可以提高切削性能的耐磨性。

金属材料在切削过程中容易受到磨损，降低刀具的寿命。

表面涂层可以形成硬度高、耐磨性强的保护层，有效防止刀具与工件之间直接接触，减少磨损。

常用的涂层材料包括钛碳化物（TiC）、氧化铝（Al2O3）等。

这些涂层通过提供额外的保护层，减少切削过程中的摩擦和热量积聚，从而延长刀具的使用寿命。

其次，刀具表面涂层可以降低切削过程中的表面粗糙度。

在金属切削中，切削力会导致工件表面产生振动和变形，从而影响加工表面的精度和质量。

切削过程中的微观表面层间的化学反应和机械作用会形成不均匀的表面。

刀具表面涂层可以填充和平整切削痕迹，减少加工表面的不平整度。

涂层的平整性和均匀性能够减少切削过程中的振动，从而提高加工表面的精度和质量。

此外，刀具表面涂层对切削性能的影响还体现在表面润滑和冷却效果上。

切削过程中，高温和摩擦会使刀具和工件产生热量，导致切削边缘损坏和加工表面质量下降。

刀具表面涂层可以提供良好的润滑和散热效果，有效降低切削时的温度和摩擦系数。

涂层材料的选择和涂层技术的应用可以提高切削性能的冷却效果，减少热量积聚，从而保护刀具边缘，提高加工表面的质量。

最后，刀具表面涂层对切削性能的影响还与切削材料的选择和工艺参数的设置密切相关。

不同的工件材料和切削条件对涂层性能的要求不同。

例如，对于硬质合金刀具而言，涂层应具有较高的硬度和耐磨性；对于高速切削而言，涂层应具有良好的高温稳定性和导热性能。

因此，在选择刀具表面涂层时，需要根据具体的切削任务和工艺要求进行评估和选择。

综上所述，刀具表面涂层对金属切削中的切削性能影响显著。

它们可以提高刀具的耐磨性、降低表面粗糙度、改善润滑和冷却效果。

基于切削力的pvd涂层刀具性能研究
现代加工工艺中，PVD涂层刀具被广泛用于定位孔、螺纹和内外圆形非完整深孔等细节加工。

PVD涂层刀具能够抵抗高温、高磨损和腐蚀，可以改善到目前为止工件表面粗糙度，并且大大延长了刀具使用寿命。

然而，随着刀具使用寿命的延长，切削力也会增加。

因此，研究PVD涂层刀具切削性能的变化至关重要。

本研究的目的是研究PVD涂层刀具的切削力特性，以推断它们的使用寿命和性能特性。

实验方法
要研究PVD涂层刀具的切削力特性，需要开展大量实验，如刀具材质、切削参数、工件材料等。

首先，根据实验要求，选定PVD涂层刀具材质，它可以是硬质合金、碳钢或高速钢等。

然后，将该材料切削，考虑到不同的切削参数，如切削深度、进给速度、切削电流和切削切宽。

最后，选择不同的工件材料，如不锈钢、铝合金和钨合金，并记录切削力、切削温度和摩擦力等信息。

结果
实验结果表明，PVD涂层刀具的切削性能随着使用寿命的增加而增强。

随着切削深度的减小，切削力也会随之减小。

此外，工件材料对切削性能也有显著影响，对不锈钢工件，PVD涂层刀具切削力最小，而钨合金工件切削力最大。

此外，切削温度和摩擦力也随着刀具的使用寿命而增加，表明刀具的磨损也随着使用次数的增加而增加。

总结
本研究结果表明，PVD涂层刀具的切削性能随着它的使用寿命的
延长而增强，而且对不同的工件材料也有不同的切削性能。

PVD涂层刀具的切削力等参数随刀具的使用次数而增加。

通过分析这些性能变化，可以更好地了解和控制PVD涂层刀具的使用寿命和性能特性。