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在当今机械加工领域中,一些具有高强度、高硬度、高耐热性、高耐磨性的优质材料被广泛应用,使加工产品难度也不断的提高,为了解决此状况,刀具的发展也日新月异,产品的加工质量得到了不断的提升。其中涂层刀具占有比较大的市场。究其原因是,优异的涂层能够显著改善刀具表面性能,使隔热性能、高温硬度、热稳定性、冲击韧性、抗化学腐蚀性、抗疲劳性等方面得到了大幅度的提高。在种类繁多的刀具中,如何正确选用有效的硬质合金涂层刀具成为一个崭新的问题。2013年9月份起,在大庆石化机械厂机加车间通过切削试验的方法,选用多种硬质合金涂层刀具,对淬火模具钢(Cr12Mo V)、奥氏体不锈钢(321)切削测试。试验过程中应用了高精度XH715D加工中心、HTC32数控车床和普通CA6140车床。采用调整切削用量三要素(切削速度vc、进给量f、背吃刀量ap)的加工方案,对所选材料进行大量切削测试。试验过程中使用了多种高精度测试仪器和设备,实时处理并记录数据,采用S-4700冷场发射扫描电镜、EDAX PV9900能谱仪和JC4-10读数显微镜,对试件切屑、硬质合金涂层刀具失效和磨损部位进行分析比较,研究不同硬质合金涂层刀具的磨损机理以及失效表征。拍摄硬质合金涂层刀具磨损部位显微照片;建立受力分析图、表;生成能谱分析数据图等。通过不同加工因素下产生的图、表比对,研究如何选取优良的加工参数、涂层材料的化学元素及构造方式、最佳的加工方法等。提出不同涂层刀具加工不同材料时,应当注意的多重要素及各要素合理使用区间。研究结果表明:PVD工艺的Al Ti N(氮钛铝)涂层刀具,在试切淬火模具钢(Cr12Mo V)时,干式铣削加工质量较好。试验使用到的几种不同工艺和成分的Al Ti N涂层中,Al Ti N+Si3N4(纳米复合相结构涂层)涂层刀具采用高切削速度、小背吃刀深度、大进给量对模具钢(Cr12Mo V)精加工时,能够得到较高的加工质量。CVD Ti CN+A12O3+Ti N复合涂层刀具,车削奥氏体不锈钢(321)时寿命低于PVD工艺Ti N+Ti Al N涂层的刀具,且HT-CVD Ti N+Ti Al N涂层刀具进行金属切削过程中稳定性较MT-CVD Ti N+Ti Al N涂层刀具涂层稳定性差。刀具涂层中添加适当的AL元素,可以提高刀具性能,延长刀具寿命。PVD涂层制备工艺制作的涂层稳定性,优于CVD工艺制备的涂层刀具的稳定性。