PVD/CVD涂层硬质合金刀片切削奥氏体不锈钢试验对比研究

• 作 者: 杨依凡
• 出 处: 华东理工大学
• 发表日期: 2012年期
• 关键词: 涂层硬质合金刀片 奥氏体不锈钢 PVD/CVD涂层 槽型结构 切削力 切削热 刀片磨损

奥氏体不锈钢材料因为其良好的抗腐蚀性能,在工业中的应用十分的广泛,被用于化学工业、医疗机械、管道输送、制药、航空航天等各个领域。由于该材料属于难加工材料,在切削加工过程中具有韧性、塑性大、加工硬化现象严重、材料导热率低、亲和性大、切屑不易折断等加工特性。因此,奥氏体不锈钢材料的切削切加工一直是一个难点。近年来,如何使用涂层硬质合金刀片用于此类材料的切削加工,成为研究热点。涂层硬质合金刀片具有高硬度、高耐磨性、良好的化学稳定性等特点,可以有效改善该类材料切削加工过程中切削力大、切削热高、刀片易磨损、加工精度难以保证等一系列的问题。就涂层的涂覆方法来说,主要包括PVD以及CVD两种涂层。本文通过对所选试验刀片的性能进行测量和分析,包括涂层-基体结合力、涂层表面摩擦系数、刀片槽型轮廓以及表面涂层、基体微观结构,为后续的试验结果分析提供了分析数据。PVD、CVD涂层硬质合金刀片因为其涂层性能和结构的不同,在切削加工过程中将表现出不同的应用特点。本文通过对比分析PVD、CVD涂层硬质合金刀片车削奥氏体不锈钢过程中的断屑、切削力、切削热、磨损形式、磨损机理等问题,以力影响热,热影响磨损为主线,来研究PVD、CVD涂层硬质合金刀片切削奥氏体不锈钢的应用特点。为了进一步的说明问题,通过扫描电镜(SEM)以及能谱分析(EDS)技术的运用,更深入的分析了刀片磨损形式及其机理。试验结果表明,在不同的切削加工状况下,PVD涂层与CVD涂层刀片在切削奥氏体不锈钢过程中的切削力、切削热、刀片磨损将呈现出各自的特点和优势；PVD涂层刀片更适用于相对低速、小进给、小切深的轻型加工,而CVD涂层硬质合金刀片则更适用于相对高速、大进给、大切深的重载加工。