【摘 要】
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本文针对汽车发动机壳体用灰铸铁的切削加工,设计优化刀具涂层。采用多弧离子镀技术,在硬质合金试样片、硬质合金铣刀以及钻头表面沉积制备了不同硅含量过渡层结构（记为G1、G2
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本文针对汽车发动机壳体用灰铸铁的切削加工,设计优化刀具涂层。采用多弧离子镀技术,在硬质合金试样片、硬质合金铣刀以及钻头表面沉积制备了不同硅含量过渡层结构（记为G1、G2、G3）和不同厚度（记为T1、T2、T3）的AlCrTiSi N纳米复合涂层。采用X射线衍射仪、扫描电镜及能谱仪、划痕仪、摩擦磨损仪等实验方法,对不同过渡层结构和厚度Al CrTiSi N复合涂层结构、形貌、应力、结合强度、硬度和摩擦磨损性能的影响进行了详细的研究,同时研究了涂层的铣削和钻削性能,并对其切削机理进行了详细探讨。得出以下结论:（1）不同过渡层结构和厚度的Al CrTiSiN涂层中Cr、Al主要以（Cr,Al）N固溶体存在;Ti和Si主要以TiN相和非晶态Si3N4相存在。（2）不同过渡层结构AlCrTiSiN涂层中,过渡最缓和的G3涂层结合性能和抗磨损性能较好;G3涂层残余压应力最低,为-3.8 GPa。（3）不同厚度AlCrTiSiN涂层中,厚度较薄的T1（2.2μm）和T2（3.6μm）涂层的结合性能较好,压痕周围无裂纹和剥落产生;涂层的残余应力随着厚度的增加而增加;T2和T3（4.7μm）涂层的磨损率较小,磨损形貌较为光滑,耐磨性好。（4）不同过渡层结构AlCrTiSiN涂层中,G3涂层刀具的铣削和钻削削寿命均最高;而不同厚度AlCrTiSiN涂层中,T3涂层的铣削和钻削性能最好。涂层刀具的切削磨损机理主要表现为剥落失效、磨粒磨损和粘着磨损。
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