涂层硬质合金刀具磨损机理的研究

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硬质合金刀具切削金属材料的刀具磨损机理研究

硬质合金刀具切削金属材料的刀具磨损机理研究硬质合金刀具作为一种重要的切削工具，被广泛应用于金属加工领域。

然而，随着切削时间的延长，刀具表面会逐渐出现磨损，导致刀具性能下降。

因此，研究硬质合金刀具切削金属材料的刀具磨损机理对于提高切削效率和延长刀具使用寿命至关重要。

硬质合金刀具磨损机理的研究主要包括磨削磨损、切削磨损和化学磨损三个方面。

首先，磨削磨损是硬质合金刀具在切削过程中与工件表面接触而引起的磨损形式。

当硬质合金刀具与工件表面接触时，由于刀具与工件表面间的形状不匹配，产生了相对运动。

这种运动会导致刀具表面微小颗粒的脱落，从而使刀具表面出现磨削磨损。

磨削磨损的严重程度取决于切削速度、切削深度和工件材料的硬度等因素。

研究表明，磨削磨损是硬质合金刀具切削金属材料时常见的磨损形式之一。

其次，切削磨损是指硬质合金刀具在切削过程中由于高温和高压力等因素引起的磨损形式。

当硬质合金刀具与工件接触时，由于刀具与工件表面间产生的冲击力和摩擦力，刀具表面会出现塑性变形和微裂纹。

随着切削过程的进行，这种塑性变形和微裂纹会逐渐扩展，从而导致切削磨损的发生。

切削磨损的程度取决于切削工艺参数、切削速度和切削深度等因素。

因此，通过合理选择切削工艺参数和改善刀具的抗裂性能等措施，可以有效延长硬质合金刀具的使用寿命。

最后，化学磨损是指硬质合金刀具在切削过程中，由于与工件表面发生化学反应而引起的磨损形式。

刀具表面存在的化学元素，如铁、铝、钛等，会与工件表面的元素发生反应，形成粘附层。

这种粘附层会在切削过程中不断积累，并与刀具表面形成摩擦。

随着切削过程的进行，粘附层会逐渐加重，并可能导致刀具表面的剥离和断裂，从而产生化学磨损。

综上所述，硬质合金刀具在切削金属材料时会发生磨削磨损、切削磨损和化学磨损等多种磨损形式。

刀具磨损的机理与切削工艺参数、工件材料的硬度以及刀具自身的材料和制造工艺等因素密切相关。

因此，我们在实际应用中，应根据具体情况选择合适的刀具材料和加工工艺，以减少刀具的磨损，提高切削效率和刀具的使用寿命。

超硬材料刀具磨损机理及增强措施研究

超硬材料刀具磨损机理及增强措施研究引言超硬材料作为一种具有高硬度和耐磨性的材料，在工业生产中得到了广泛应用。

然而，随着刀具的使用时间增长，其磨损程度也逐渐加剧，降低了切削效率和寿命。

因此，了解超硬材料刀具磨损机理，并采取相应的增强措施，对于提高刀具的使用寿命和工作效率具有重要意义。

一、超硬材料刀具磨损机理超硬材料刀具的磨损主要包括磨粒磨损、刀尖磨损和焊嵌磨损。

其中，磨粒磨损是指工件表面的硬质磨粒损伤了刀具的切削边缘，影响了刀具的切削能力。

刀尖磨损是指由于切削工件的摩擦和冲击作用，导致刀尖的形态变化和材料的脱落。

焊嵌磨损则是指在切削过程中，工件材料与刀具表面高温接触，产生摩擦和冲击力，使刀具表面局部熔化并粘附了一些工件材料。

二、增强措施研究为了提高超硬材料刀具的使用寿命和切削效率，研究人员进行了大量的研究，探索了不同的增强措施。

以下将介绍其中的三个措施。

1. 表面改性技术通过表面改性技术，可以在刀具表面形成一层硬度更高的涂层，以提高刀具的抗磨性能。

常用的涂层材料包括碳化物、氮化物和非晶态材料等。

这些涂层具有较高的硬度和耐磨性，可以有效减少切削时的摩擦和磨损。

同时，涂层还可以提高刀具的热稳定性和防护性能，延长刀具的使用寿命。

2. 刀具几何参数优化通过优化刀具的几何参数，可以改善刀具在切削过程中的应力分布，减少磨损的发生。

常用的优化参数包括刀具的刃角、刃口弯曲度和厚度等。

例如，增加刀具的刃角可以减少切削力和摩擦力，从而减少刀具的磨损。

此外，合理设计刃口的弯曲度和厚度也可以提高刀具的强度和刚度，增加其抗磨损性能。

3. 切削液的选择与应用切削液是切削过程中重要的辅助手段，可以降低切削时的摩擦和热量，减少刀具的磨损。

在选择切削液时，应考虑材料的切削性能和对环境的影响。

一般来说，带润滑和冷却功能的切削液对刀具磨损有较好的抑制作用。

同时，合适的切削液还能起到冷却刀具、清洁切削区域、减少切屑粘附等作用，提高刀具的工作效率和寿命。

硬质合金刀具切削ti6al4v的磨损机理及特征

硬质合金刀具切削ti6al4v的磨损机理及特征下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。

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硬质合金材料及其涂层对不锈钢加工中刀具边界磨损的影响

硬质合金材料及其涂层对不锈钢加工中刀具边界磨损的影响在奥氏体不锈钢的加工中，硬质合金刀具耐用度主要是取决于后刀面边界磨损而不是主切削刃后刀面的平均磨损量。

本文针对奥氏体不锈钢SUS304(JIS标准，含Cr19%，含Ni9%，与GB的0Cr19Ni9相似)的加工进行研究分析。

SUS304的机械加工性能较差，在不锈钢类别中亦属难加工的材料。

包括SUS304在内不锈钢的主要特性如下：在一般的加工硬化基础上伴随着马氏体相变而产生的材质硬化，表面硬度可达到HV400。

因此，在切削加工中，处于切削表面附近的切削刃口极易损伤，造成比后刀面平均磨损大数倍的边界磨损或大面积崩刃；热传导率很低。

与低碳钢相比，100℃时只为其1/2，900℃时仅为其1/3。

因此，在各种切削速度下，其切削温度均较45钢高出100℃以上；由于材料具有相当大的韧性和强度，加工中很容易与刀具发生粘连。

从切削力分布不均匀状况以及切削温度高等特性可以看出，不锈钢的切削加工性很差，而边界部沟槽状磨损将决定刀具耐用度的优劣。

本文对物理涂层(PVD)硬质合金刀具在奥氏体不锈钢的车削及铣削加工中的情况进行了研究。

为探讨刀具的耐用度，基体材料分别为M20、K20和Z20硬质合金，涂层材料分别采用TiN、Ti(C，N)和(Ti，Al)N。

为保证排屑通畅，在车削中采用具有特殊断屑槽的机夹可转位刀片；在铣削中，为降低切削力采用大前角铣刀。

2.试验步骤2.1 车削试验被加工材料为含Cr19%、Ni9%的奥氏体不锈钢SUS304。

车削试验采用PTGNLN3225P16刀杆和无后角的TNMG160408-SF机夹可转位刀片(见图1)。

切削参数为切削速度v＝100m/min，进给量f＝0.25mm/rev，切削深度d=2mm，湿式切削。

2.2 铣削试验铣削试验采用大前角圆盘铣刀“超轻快”DSG45-4100R(φ100mm，5齿)，其轴向前角为+30°，径向前角-2°，主偏角+45°，铣刀片SGHN1203AZN-21的后角+30°(见图2)，切削参数为切削速度v＝138m/min，进给量f＝0．2mm/齿，切削深度d＝2mm，切削宽度w＝77．5mm，干式切削。

硬质合金刀具Al2O3涂层摩擦磨损性能研究-陈崇亮

硬质合金刀具Al2O3涂层摩擦磨损性能研究陈崇亮刘利国安孝玲（江南大学机械工程学院江苏无锡214122）摘要：对硬质合金刀具进行等离子体化学气相沉积氧化铝涂层处理，并将其与未涂层刀具试样在干摩擦条件下进行滑动摩擦试验，比较其摩擦磨损性能并分析磨损机制。

结果表明，等离子体化学气相沉积氧化铝涂层能使刀具获得高硬涂层，平均硬度比未涂层刀具提高30.1%，能有效降低刀具表面摩擦系数，明显提高硬质合金刀具的耐磨性能。

关键词：硬质合金；等离子体化学气相沉积；Al2O3；摩擦磨损中图分类号：TH117.1文献标识码：AResearch on Friction Wear Behavior of Al2O3 CoatedCarbide ToolChen Chongliang Liu Liguo An Xiaoling(School of Mechanical Engineering, Jiangnan University,Wuxi Jiangsu 214122)Abstract: The carbide tool was coated Al2O3films by Plasma Chemical Vapour Deposition. The sliding friction and wear behaviors of carbide tool and Al2O3 coated carbide tool were evaluated in dry sliding condition, then the friction and wear mechanism was analyzed. The results show that there are higher surface hardness, the average hardness of the tools with Al2O3films increase 30.1% than untreated carbide tool, lower friction coefficient for Al2O3 coated carbide tool. The deposition of Al2O3 coatings onto carbide tool can offer better wear resistance.Keywords: carbide; Plasma Chemical Vapour Deposition; Al2O3; Friction and wear1前言Al2O3涂层具有很多优异的力学、物理性能，如硬度高，耐磨、高温稳定性和化学稳定性好，高介电常数，低电导率，热导率适当，抗辐照损伤能力强，抗碱离子渗透能力强以及在很宽的波长范围内透明，所以Al2O3涂层作为耐磨涂层，应用于硬质合金切削刀片、在高温下工作的机械部件以及抗腐蚀等众多领域；在微电子器件、电致发光器件、光波导器件也有着广泛的应用[1]。

硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路【深度解读】

硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路【深度解读】内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、数控系统、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展.材料、结构和几何形状是决定刀具切削性能的三要素，其中刀具材料的性能起着关键性作用。

国际生产工程学会(CIRP)在一项研究报告中指出：“由于刀具材料的改进，允许的切削速度每隔10年几乎提高一倍”。

刀具材料已从20世纪初的高速钢、硬质合金发展到现在的高性能陶瓷、超硬材料等，耐热温度已由500——600℃提高到1200℃以上，允许切削速度已超过1000m/min，使切削加工生产率在不到100 年时间内提高了100多倍。

因此可以说，刀具材料的发展历程实际上反映了切削加工技术的发展史。

常规刀具材料的基本性能1) 高速钢1898 年由美国机械工程师泰勒(F.W.Taylor)和冶金工程师怀特(M.White)发明的高速钢至今仍是一种常用刀具材料。

高速钢是一种加入了较多W、Mo、Cr、V等合金元素的高合金工具钢，其含碳量为0.7%——1.05%。

高速钢具有较高耐热性，其切削温度可达600℃，与碳素工具钢及合金工具钢相比，其切削速度可成倍提高。

高速钢具有良好的韧性和成形性，可用于制造几乎所有品种的刀具，如丝锥、麻花钻、齿轮刀具、拉刀、小直径铣刀等。

但是，高速钢也存在耐磨性、耐热性较差等缺陷，已难以满足现代切削加工对刀具材料越来越高的要求；此外，高速钢材料中的一些主要元素(如钨)的储藏资源在世界范围内日渐枯竭，据估计其储量只够再开采使用40——60年，因此高速钢材料面临严峻的发展危机。

2) 陶瓷与硬质合金相比，陶瓷材料具有更高的硬度、红硬性和耐磨性。

因此，加工钢材时，陶瓷刀具的耐用度为硬质合金刀具的10——20倍，其红硬性比硬质合金高2——6倍，且化学稳定性、抗氧化能力等均优于硬质合金。

数控铣削树脂砂铸型材料硬质合金涂层刀具磨损机理研究

ｅｎｃｅｓｔｈｒｅｅｓｔａｔｕｓｃｈａｎｇｅｓｏｎｈｅｔａｃｉｏｔｎｏｆｇｒａｉｎｓ：ｔｈｅｓｌｉｄｉｎｇｒｉｆｃｉｏｔｎ－ｐｌｏｗ— ｍｉｃｒｏｇｒｉｎｄｉｎｇ．
（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌａｎｄＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｈａｎｄｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｑｉｎｇ —
ｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ２６６５９０，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｐａｐｅｒａｎａｌｙｓｅｓｔｈｅｔｏｏｌｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｈｅｃｏａｔｅｄｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｔｏｏｌｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅ
ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＮＣｍｉｌｌｉｎｇｒｅｓｉｎｓａｎｄｍｏｌｄｓｗｉｈｔｔｈｅｃｏａｔｅｄｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｔｏｏｌｓ．Ｔｈｅｍａｉｎｔｏｏｌｗｅａｒｆｏｒｍｉｓａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒ．ａｎｄｈｅｔｐｒｏｃｅｓｓｉＳｓｉｍｉｌａｒｔｏｔｈｅａｄｖｅｒｓｅｅｆｆｌｅｃｔｏｆｅｘｔｅｒｎａｌｃｉｒｃｕｌａｒｇｒｉｎｄｉｎｇｏｆｍｅｔ — ａｌｍａｔｅｒｉａｌｓ，ａｓｈｅｔｓａｎｄｍｏｌｄｍａｔｅｒｉａｌｉｓｔｈｅｗｏｒｋａｎｄｈｅｔｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｉｓｔｈｅｔｏｏ１．Ｔｈｉｓａｒｔｉｃｌｅｅｓ — ｔａｂｌｉｓｈｅｓｔｈｅｔｏｏｌｗｅａｒｍｏｄｅｌｏｆｈｅｔｃｏａｔｅｄｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅｔｏｏｌｓｉｎｍｉｌｌｉｎｇｒｅｓｉｎｓａｎｄｍｏｌｄｓｂｙｈｅｔａ．ｎａｌｙｓｉｓｏｆｓｉｎｇｌｅａｂｒａｓｉｖｅｇｒａｉｎｏｎｔｏｏｌｗｅａｒ．Ｔｈｅｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｉｓｔｈａｔ：ｈｉｇｈｓｐｅｅｄｓｔｅｅｌｃｕｔｔｉｎｇｔｏｏｌｅｘｐｅｒｉ —

表面残余应力对涂层硬质合金刀具磨损影响的研究现状

制這.材料表面残余应力对涂层硬质合金刀具磨损影响的研究现状!□朱新宇口冒航宇□张嘉x江苏大学机械工程学院江苏镇江212013摘要：涂层硬质合金刀具具有良好的抗机械和抗热载荷冲击性能，以及较低的摩擦因数，在常温及高温下耐磨损性能优异，广泛应用于难加工材料的精密、半精密加工。

对涂层硬质合金刀具进行表面处理后，刀具表面残余应力会发生演变，并会对刀具磨损产生影响。

介绍了针对以上问题的国内外研究现状，并对高性能涂层硬质合金刀具的未来发展进行了展望#关键词：涂层硬质合金刀具表面残余应力磨损影响中图分类号：TH117.1文献标志码：A文章编号：1000-4998(2020)05-0047-04Abstracr:The coated carbine tool has good capability to resist mechanical impact and thermdl load inipact,and has low faction factor.With excellent wear resistance at room temperature and high temperature$the coated carbide tool is w X—y used in pocision and semi—pocision machining of the dmicult—to—machine mateeals.After sumace treatment of the coated carbide tool,the residual stress on the tool sumace will evolveand feet the tool wear.The research status at home and abroad for the above issues were introduced,and the futuro development of the high—pemomance coated carbine tool was prospected.Keywordt:Coatd Cardine Tool Surfacc Residual Strest Wear Influencc1研究背景涂层刀具作为一种新兴刀具近年来发展迅速，尤其在工业发达国家，涂层刀具的应用占比达到80%以上。

涂层硬质合金刀具磨损机理的研究

收稿日期:2005年3月涂层硬质合金刀具磨损机理的研究贾庆莲乔彦峰中国科学院长春光学精密机械与物理研究所摘要:通过高速切削试验,观察了涂层刀片的磨损过程,描述了其磨损形态,分析了涂层刀片磨损率不同的原因,提出了涂层硬质合金刀具的磨损机理模型以及涂层硬质合金刀具的磨损类型。

关键词:T i N 涂层, 硬质合金刀具, 磨损机理, 高速切削S tudy on Wearing Mechanism of C oated C emented C arbide ToolJia Qinglian Qiao YanfengAbstract:Based on experiments of hi gh speed cutting,the wear process and wear appearance of the coated cemented carbide tools are studied.T he causes of different quanti ties of wear in the experiments are analyzed.T he model of wear mechanism of the coated cemented carbide tools and the wear styles of the coated cemented carbide tools such as di ffuse wear,plastic distortion wear and fatigue flake are presented.Keywords:TiN coating, cemented carbide tools, wearing mechanism, high -speed cutting1 引言用化学气相沉积法(CVD 法)在WC 基硬质合金表面涂覆一薄层高硬度的难熔金属化合物(如TiC 、TiN),所制备的涂层硬质合金具有高耐磨性的表层和足够韧性的基体。

高速车削钛合金的硬质合金刀具磨损机理研究

高速车削钛合金的硬质合金刀具磨损机理研究随着科技的不断发展，钛合金作为一种优良的结构材料，已被广泛应用于航空航天等重要领域。

然而，由于其高硬度、高强度等特性，对于钛合金的高速车削加工要求刀具具有更高的耐磨性和切削寿命。

因此，针对钛合金的高速车削加工，研究硬质合金刀具的磨损机理，具有重要的现实意义和科学价值。

针对高速车削钛合金的硬质合金刀具磨损机理研究，本文进行了详细的探讨和分析。

首先，介绍了钛合金的特性及其在航空航天领域的应用。

随后，引入了硬质合金刀具的相关知识，包括其材料组成、制备工艺和性能特点等。

然后，结合高速车削的原理，对硬质合金刀具在高速车削钛合金时的磨损机理进行了深入的分析。

主要涉及以下几方面：1.机械磨损：由于钛合金的高硬度和强韧性，使得硬质合金刀具在切削时会遭受较大的冲击和摩擦力，导致刃口和刀柄表面出现划痕、磨损和细微裂纹等，降低了刀具的整体性能。

2.热磨损：高速车削钛合金时，由于刀具接触表面温度过高，导致刀具的表面产生热态变化，发生氧化脱碳、软化变色等现象，并在刀具切削区附近形成高温流动区，使得切削液不能有效冷却，导致刀具热变形和损伤，严重影响了刀具寿命和效率。

3.化学磨损：钛合金具有一定的化学反应性，容易与气氛中的氧化物和水分发生反应，导致表面出现粘附、脱落、转化等化学磨损现象，严重降低了刀具的稳定性和耐磨性能。

最后，本文提出了几点切实可行的改进措施，以增强硬质合金刀具在高速车削钛合金时的耐磨性和切削寿命。

如大幅降低刀具表面温度、采用气体润滑冷却技术、优化刀具几何形状和涂层材料等，这些改进措施对提高刀具的生产效率、降低成本和实现可持续发展具有积极意义和深远意义。

综上所述，高速车削钛合金的硬质合金刀具磨损机理研究是一个复杂而又实用的问题，需要深入研究和不断探索，以满足工业生产的不断需求和社会发展的要求。

本文在研究高速车削钛合金的硬质合金刀具磨损机理的基础上，还对现有的一些研究成果进行了总结和分析，旨在为相关领域的研究者提供参考和借鉴。

硬质合金刀具Al2O3涂层摩擦磨损性能研究

关键词：硬质合金；等离子体化学气相沉积；Ａ，１；摩擦磨损Ｏ中图分类号：Ｔ１．文献标识码：Ａ文章编号：０５０５（００Ｈ１７１２４— １０２１）９— ７４０２—
ＲｅｅｒｈｏｉｔｏｅｒＢｅａｉｒｏ，ｓａｃｎＦｒｃｉｎＷａｈｖｏｆＡＩＯＣｏｔｄＣａｂｄｅＴｏｌａｅｒｉｏ
相沉积（ＣＤ）法等。其中等离子体增强化学气ＰＶ相沉积技术能够克服ＰＤ和ＣＤ存在的固有弊病，ＶＶ而又能兼有两者的优点，近年来越来越受到人们的重视，具有广阔的发展前景。任靖日等研究了
硬质合金刀具Ａ２涂层摩擦磨损性能研究１Ｏ
陈崇亮刘利国安孝玲
江苏无锡２４２）１１２
（江南大学机械工程学院
摘学气相沉积氧化铝涂层处理，并将其Ｌ未涂层刀具试样在干摩擦条件下进ｊ
ＣｈｎＣｈｎｌｎＬｕＬｇｏＡｎＸｉｏｌｇｅｏｇｉｇａｉｉｕａｉｎ
（ｃｏｌｆｃａｉａＥｇｎｅｉｇＪａｇａｎｖｒｉ，ｘＪｎｓ１１２，ｈｎ）Ｓｈｏｏｈｎｃｌｎｉｅｒ，ｉｎｎｎＵｉｅｓｙＷｕｉｉｇｕ２４２ＣｉａＭｅｎｔａ
Ａ，层具有很多优异的力学、物理性能，如１涂０
沉积技术制备了Ａ，层，并考察了涂层在工况下Ｉ涂０

涂层铣刀铣削ADI材料刀具磨损的

涂层铣刀铣削ADI材料刀具磨损的研究□李强伟【摘要】球墨铸铁经过等温淬火热处理后，力学性能大大提高，但是其切削加工性能随之变差。

TiSiN涂层铣刀，铣削ADI材料时的切削加工性能、刀具磨损和磨损机理对于扩大在实际生产中的应用具有重要意义。

【关键词】ADI；TiSiN涂层铣刀；刀具磨损【作者单位】李强伟，苏州大学工程训练中心一、刀具磨损试验（一）刀具磨损试验方案。

试验采用采用TiSiN涂层铣刀分别加工淬火温度为250ħ、300ħ、350ħ，淬火时间为60min 的ADI材料，标号分别为ADI－1、ADI－2、ADI－3。

试验过程中，为比较刀具材料干切削三组ADI材料的磨损情况，选定切削用量为a p=8mm，a e=0．15mm，v c=63m/min，f z=0．045mm/z。

采用86量制鲁字01000109号JC10读书显微镜随切削时间的变化观察刀片后刀面磨损量VB，并记录数据。

（二）刀具后刀面磨损试验结果分析。

从图1可以看出，热处理工艺参数中等温淬火温度对切削刀具切削三种ADI 材料随切削时间的变化的磨损曲线图，各曲线陡峭程度不同。

刀具在初级磨损阶段，是由于刃磨后的新刀具，其后刀面与加工表面间的实际接触面积很小，压强很大，而且新刃磨后的刀面上存在微观粗糙度不平，使得刀具磨损较快，但刀具磨损量较小。

图1可以看出TiSiN刀具切削三组ADI材料刀具初级磨损量时间随时间的变化分别为：ADI－1，6027s =0．047mm；ADI－2，12594s=0．049mm；ADI－3，9843s=0．045mm。

从图1可以看出TiSiN刀具切削三组ADI材料在刀具初级磨损阶段斜率大致相同。

刀具经过初期磨损后，后刀面上被磨出一条狭窄的棱面，压强减小，刀具的磨损量缓慢增加，进入正常磨损阶段，在整个刀具切削加工阶段这一阶段时间最长。

TiSiN刀具铣削ADI材料，随着时间的增加，刀具磨损量增加越快，而且三种材料的磨损量由大到小为：ADI －1－ADI－3－ADI－2。

硬质合金刀具类金刚石涂层的摩擦磨损性能

硬质合金刀具类金刚石涂层的摩擦磨损性能安孝玲，刘利国*（江南大学机械工程学院，江苏无锡 214122）摘要：以等离子体化学气相沉积技术在硬质合金刀具表面制备了类金刚石(DLC)涂层。

研究了DLC涂层刀具和无涂层刀具的硬度，不同载荷、不同转速下两种刀具的摩擦磨损性能，以及在水润滑和油润滑条件下DLC涂层刀具的滑动摩擦行为。

结果表明，DLC涂层刀具的平均硬度为2 099.9 HV，比无涂层刀具提高了48.3%；DLC涂层刀具的摩擦因数明显低于无涂层刀具，其磨损率随着载荷的增加而增大，随转速的增大而减小；油润滑比水润滑能更有效减缓摩擦作用。

关键词：硬质合金刀具；类金刚石膜；等离子体化学气相沉积；摩擦学中图分类号：TB43; TH117.1文献标志码：A文章编号：1004 – 227X (2009) 06 – 0068 – 04Friction wear behavior of diamond-like carbon films on carbide cutting tool // AN Xiao-ling, LIU Li-guo* Abstract: Diamond-like carbon (DLC) films were prepared on the surface of carbide tool by plasma chemical vapor deposition. The hardness and friction wear properties under different loads and at different rotation speeds for the tools with and without DLC films, as well as the sliding friction behavior of the tools with DLC films under water and oil lubricating conditions were studied. The results showed that the average hardness of the tools with DLC films is 2 099.9 HV, an increase of 48.3% as compared with the untreated carbide tool. The friction factors of the tools with DLC films are remarkably lower than that of the tools without DLC films. The wear rate is increased with increasing load, but decreased with increasing speed. The friction effect under oil lubrication is decreased more efficiently than that under water lubrication.Keywords: carbide cutting tool; diamond-like carbon film; plasma chemical vapor deposition; tribologyFirst-author’s address:School of Mechanical Engineering, Jiangnan University, Wuxi 214122, China1 前言类金刚石膜(diamond-like carbon films，简称收稿日期：2009–03–05 修回日期：2009–04–01作者简介：安孝玲（1983–），女，湖北襄樊人，在读硕士研究生，主要研究方向为表面工程。

整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析及其工艺改进

整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析及其工艺改进1 引言整体硬质合金刀具在航空航天业、模具制造业、汽车制造业、机床制造业等领域得到越来越广泛的应用，尤其是在高速切削领域占有越来越重要的地位。

在高速切削领域，由于对刀具安全性、可靠性、耐用度的高标准要求，整体硬质合金刀具内在和表面的质量要求也更加严格。

而随着硬质合金棒材尤其是超细硬质合金材质内在质量的不断提高，整体硬质合金刀具表面的质量情况越来越受到重视。

众所周知，硬质合金刀具的使用寿命除了与其耐磨性有关外，也常常表现在崩刃、断刃、断裂等非正常失效方面，磨削后刀具的磨削裂纹等表面缺陷则是造成这种非正常失效的重要原因之一。

这些表面缺陷包括经磨削加工后暴露于表面的硬质合金棒料内部粉末冶金制造缺陷(如分层、裂纹、未压好、孔洞等)以及磨削过程中由于不合理磨削在磨削表面造成的磨削裂纹缺陷，而磨削裂纹则更为常见。

这些磨削裂纹，采用肉眼、放大镜、浸油吹砂、体视显微镜和工具显微镜等常规检测手段往往容易造成漏检，漏检的刀具在使用时尤其是在高速切削场合可能会造成严重的后果，因此整体硬质合金刀具产品磨削裂纹缺陷的危害很大。

因此对整体硬质合金刀具磨削裂纹的产生原因进行分析和探讨，并提出有效防止磨削裂纹的工艺改进措施具有很重要的现实意义。

2 整体硬质合金刀具磨削裂纹的原因分析1.整体硬质合金刀具的磨削加工特点硬质合金材料由于硬度高，脆性大，导热系数小，给刀具的刃磨带来了很大困难，尤其是磨削余量很大的整体硬质合金刀具。

硬度高就要求有较大的磨削压力，导热系数低又不允许产生过大的磨削热量，脆性大导致产生磨削裂纹的倾向大。

因此，对硬质合金刀具刃磨，既要求砂轮有较好的自砺性，又要有合理的刃磨工艺，还要有良好的冷却，使之有较好的散热条件，减少磨削裂纹的产生。

一般在刃磨硬质合金刀具时，温度高于600℃，刀具表面层就会产生氧化变色，造成程度不同的磨削烧伤，严重时就容易使硬质合金刀具产生裂纹。

高速铣削淬硬钢刀具磨损机理的研究

在低速切削时，往往是磨料磨损为主。随着切削速度提高，切削温度增加，粘结磨损和化学磨损越来越突出。文献出在高速指
切削时，刀具的损坏主要是后刀面磨损、前刀面月牙洼磨损、边界磨
程，而且是最经常发生的磨损形式，后刀面磨损量的加大会使刀
具丧失铣削性能，在高速铣削时也是采用后刀面磨损区平均宽度
关键词：高速铣削；淬硬钢；机理；损形态磨损磨
【ｂｔｃ】ＴｅｒｅｔｉｓｓｄｎｗａｐｔｒａｄｍｃａｉＳａｅｅｔｌｓｇＡｓａｔｈｐｅｎｇｅｔｙｏｅｒａｅｎｅｈｓｏＨＭｈｒｎｄｓｅｕｎｒｓｖｕｔｎｎｍｆｄｅｉ
查文炜何宁（盐城工学院，盐城２４０）南京航空航天大学，２０３（南京２０１）１０６
ＥｐｉｎａｔｄｎｗｅｒｍｅｈｉｍｆＨＳＭａｄｎｄｓｅＩｘｅｒｍｅｔＩｕｙｏａｃａｎｓｏｓｈｒｅｅｔｅ
Ｋｅｒ：ｇｐｅｍｉｌｙｗｏｄｓＨｉｈｓｅｄｌｎｇ；ｒｅｄｔｅ；ｅｅｈａｉｍ；ｅｒｐｔｒｉＨａｄｎｅｓｅｌＷａｒｍｃｎｓＷａａｔｅｎ
中图分类号：Ｈ１。Ｇ０．文献标识码：Ｔ６Ｔ５６１Ａ
刀具磨损及其机理，国内外进行了大量卓有成效的研究＿ｌ已有析仪进一步分析磨损形态和磨损机理。ＩＩ，２的研究表明，在不同切削条件下切削不同的工件材料时，占主导地位的磨损机理有所不同。

TiA1N镀层硬质合金结构及性能研究

TiA1N镀层硬质合金结构及性能研究摘要：本文研究了TiAlN镀层硬质合金的结构和性能。

通过采用物理气相沉积技术，在WC-Co硬质合金表面沉积了TiAlN涂层。

通过X射线衍射仪（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对涂层样品进行表征，发现涂层具有沉积致密、均匀和无裂纹等特点。

研究了涂层的硬度、附着力和磨损性能，并与未镀层的样品进行对比。

结果表明，TiAlN镀层硬质合金具有较高的硬度和附着力，同时具有良好的磨损性能，可以显著提高硬质合金刀具的使用寿命。

关键词：TiAlN涂层，硬质合金，物理气相沉积，硬度，附着力，磨损性能正文：引言硬质合金是一种重要的刀具材料，通常用于加工高硬度材料、粉末冶金工件等。

但是，硬质合金具有较低的耐磨性和切削性能，限制了其在实际生产中的应用。

因此，研究如何提高硬质合金的性能成为了一个重要的研究领域。

涂层技术是一种有效的方法，可以通过在硬质合金表面沉积不同的材料，改善其表面性能。

实验设计为了研究TiAlN涂层对硬质合金性能的影响，我们采用物理气相沉积技术，在WC-Co硬质合金表面沉积了不同厚度的TiAlN涂层（厚度范围为1~5μm）。

沉积过程采用Ar/N2气体混合物，沉积压力为2.5×10^-3Pa，沉积速率为0.5μm/min。

结果与讨论通过XRD测试，我们发现TiAlN涂层主要由TiN和AlN两种物质组成，且涂层具有良好的结晶性和Oriented growth性质。

如图1所示，TiAlN涂层沉积后，具有沉积致密、均匀和无裂纹的表面结构。

同时，我们研究了涂层硬度和附着力的性能。

结果表明，涂层硬度随着厚度的增加而增加，当厚度为5μm时，涂层硬度达到32.8GPa。

涂层的附着力也随着涂层厚度的增加而增加，当涂层厚度为5μm时，涂层的附着力可以达到150N。

最后，我们研究了涂层的磨损性能，并与未涂层的样品进行比较。

结果表明，涂层样品具有更长的使用寿命和更好的磨损性能，如图2所示。

硬质合金刀具材料摩擦磨损的研究现状及展望

［ 7］磨损量增加，耐磨性降低，如图 / 质合金的磨料磨损及冲蚀磨损性能，指出超细晶粒硬质合金的硬度比传统硬质合金提高 /!0 左右，耐磨性增大一倍左右，如图 " 所示。潘永智
［ 1］
等人的
研究表明，在与钛合金进行高速摩擦磨损试验中，超细（晶粒尺寸 23 4 5 23 ! !6 ）的晶粒硬质合金 -’ % "2’. 磨损率小于亚微米晶粒的 -’ % "2’. （晶粒尺寸 23 1 5 23 7 !6）。郐吉才等人研究了晶粒尺寸为 /22 ,6 的纳米级硬质合金与普通硬质合金的摩擦学特性，指出 -’ % ’. 硬质合金的摩擦学特性与晶粒度有直接的关系。随着合金晶粒尺寸的减小，摩擦系数呈减小的趋势。随晶粒度的减小， -’ % ’. 硬质合金的耐磨损性能显著提高。粗晶粒 -’ % ’. 硬质合金的磨损质量高，当 -’ 晶粒接近纳米级时，硬质合金的磨损质量大幅度下降，耐磨性能显著提高。
［ &］［ $］合金刀具的优选提供了摩擦学依据。
3! 硬质合金刀具材料摩擦性能的影响因素
34 3! 56 晶粒尺寸的影响 SG 晶粒的尺寸对硬质合金的摩擦磨损性能具有重要的意义。硬质合金的晶粒细化后，硬质相尺寸减小，增大了硬质相晶粒表面积和晶粒间的结合力，粘结相更均匀地分布在其周围，可提高硬质合金的硬度与耐磨性。晶粒细化后，不但可以提高合金的硬度、耐磨性、抗弯强度和抗崩刃性，而且高温硬度也将提高。超细晶粒硬质合金比同样成分的普通硬质合金的硬度可
硬质合金刀具材料摩擦磨损的研究现状及展望
张# 辉# 邓建新# 颜# 培# 赵# 军
（山东大学机械工程学院，山东济南 $!""%& ）

硬质合金刀具和涂层刀具车削加工Ti-6Al—4V的性能研究

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
刀具寿命又明显的大于硬质合金刀具的使用寿命，约为硬质合金刀具寿命的１倍；．４当切削速度提高
究的热点和难点。
刀材牌分涂成具料号基盏层分
３结果与分析３１刀具寿命分析．
目前普遍认为在切削加工钛合金时。当切削速度大于６ｍｍ即为高速切削嘲国内外许多学者￣Ｙｍ］。对钛合金材料的高速切削加工进行了研究探讨。本文中。者采用硬质合金刀具和硬质合金涂层刀具作
图１硬质合金刀具和涂层刀具的后刀面磨损量
随切削路程的变化
粘结在刀具表面。随着切屑、工件材料与刀具之间
的不断相对运动，粘结在刀具表面的切屑会不断受
到冲击，冲击力大于切屑的粘结力时，当刀具表面
的切屑会被流动的切屑带走，同时也会带走某些刀具表面晶粒，周而复始，就会造成刀具的粘结磨损。在切屑粘结到刀具表面时，在高温高压下，切屑粘结层与刀具表面紧密接触，具材料中的元素刀会向粘结层中发生扩散，刀具材料中的元素，别特
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；ｉ６１４；ＴＡ— Ｖ刀具寿命；一磨损机理中图分类号：Ｇ１Ｔ７文献标识码：Ａ文章编号：６３４２（１）２０２ — ３１７ — ６９２００ — ０９００

涂层硬质合金刀具切削碳纤维复合材料磨损机理

涂层硬质合金刀具切削碳纤维复合材料磨损机理
尚晓峰;高石鑫
【期刊名称】《组合机床与自动化加工技术》
【年(卷),期】2016(000)010
【摘要】针对碳纤维复合材料切削过程中刀具磨损的问题，采用涂层硬质合金刀
具对碳纤维复合材料管材试件进行了切削试验。

对切削过程中的刀具磨损形态、磨损原因和磨损规律进行了研究，并分析了切削速度对刀具磨损的影响。

试验结果表明：涂层硬质合金刀具的磨损发生在后刀面和切削刃处，刀尖圆弧处磨损最严重，出现凹坑，刀具磨损后期，后刀面上有黑色粘结物。

刀具磨损原因主要是磨粒磨损，刀具磨损速度较快，刀具寿命低，并且切削速度的增加对刀具磨损的影响十分明显。

【总页数】4页(P32-34,39)
【作者】尚晓峰;高石鑫
【作者单位】沈阳航空航天大学机电工程学院，沈阳 110136;沈阳航空航天大学
机电工程学院，沈阳 110136
【正文语种】中文
【中图分类】TH142;TG506
【相关文献】
1.后刀面织构化硬质合金刀具干切削氧化铝陶瓷生坯磨损机理研究 [J], 刘亚运;刘莉莉;邓建新;王伟;孟荣;段冉;李学木
2.切削高温合金GH4169的硬质合金刀具磨损机理 [J], 陈跃威;邹中妃
3.涂层硬质合金刀具加工碳钢切削性能及磨损机理研究 [J], 陈威;吕政琳;高东强;艾旭
4.涂层硬质合金刀具切削超高强度钢35CrMnSi磨损机理研究 [J], 焦黎;李亭;王西彬;秦利;陈建军
5.高速切削铝合金用硬质合金刀具磨损机理研究 [J], 李小龙;周燕;刘江;高军
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硬质合金刀具表面磁控溅射TiN涂层的摩擦磨损性能研究

2008年8月第33卷第8期润滑与密封LUBR I C A TI ON EN GI N EER I N GA ug .2008V ol 133No 18收稿日期5作者简介陈俊杰(5—),男,硕士研究生,目前从事表面工程方向研究1硬质合金刀具表面磁控溅射TiN 涂层的摩擦磨损性能研究陈俊杰　刘利国(江南大学机械工程学院　江苏无锡214122)摘要:对硬质合金刀具进行磁控溅射离子镀Ti N 处理,并将其与未镀层硬质合金刀具试样在相同的条件下进行滑动摩擦实验,比较其摩擦磨损性能并分析了磨损机制。

结果表明,磁控溅射离子镀Ti N 涂层能使刀具获得高硬度层,有效降低刀具表面的摩擦因数,明显提高硬质合金刀具的耐磨性能。

关键词:硬质合金;磁控溅射;Ti N;摩擦学性能中图分类号:T H11711　文献标识码:A 文章编号:0254-0150(2008)8-041-3Resea rch on Fr i ction and W ea r Behavior of T i N C oa ted Car b i deTool by M agnetr on Sputter i n gC he n J unji e L iu L iguo(Mechanical Engineering College of the Southern Yangtze University,W uxi J iangsu 214122,China )A bstr ac t:The car b ide too l was c oated by magnetr on spu tter ion p lating Ti N,the sliding fricti on and w ear behaviors ofcarbide t ool and Ti N coated car b ide tool were evaluated under the sa me cond itions,the fricti on and w ear mechanis m was analyzed.The results show that there are higher surface hardness,lo wer fricti on coefficien t f o r TiN coated carb ide t oo l .The depo sition of Ti N c oatings on t o carbide too l can of fer better wear r esistance .Keyword s :carbide;magnetr on s p uttering;Ti N;tribological behavi o r　Ti N 涂层作为耐磨涂层,具有硬度高、摩擦因数低与硬质合金的物理机械性能参数差异小、良好的抗粘着磨损等特点[1]。