硬质合金具备高耐磨性、高硬度和高耐热性等特点,广泛作为涂层刀具的基体材料,特别是随着我国高速切削加工迅猛发展,国产涂层硬质合金刀片的应用市场将越来越大。目前,国内涂层硬质合金刀片的基体往往采用磨削工艺制备,但由于基体表面存在微裂纹,划痕和变质层等缺陷,致使基体与涂层结合强度低、涂层表面质量不佳,在加工中涂层易过早脱落,产生较大切削力和切屑粘结,严重影响刀具使用寿命而降低加工质量。如何有效改善基体表面质量,提高结合强度,以进一步改善切削性能是目前国内涂层硬质合金刀片制备中亟待解决的重要瓶颈问题。因此,本文以传统YG10硬质合金作为研究对象,采用化学机械抛光(chemical mechanical polishing,CMP)预处理技术对其表面进行预处理,接着制备PVD涂层刀具,通过划痕试验、结合强度理论计算、车削奥氏体不锈钢,探究抛光预处理对涂层刀片结合强度、切削性能的影响规律。具体研究内容如下:1)CMP抛光预处理YG10硬质合金刀片的制备。基于多工艺流程,以预处理抛光液中氧化剂浓度、磨粒大小和磨粒硬度为出发点,对基体刀片进行抛光预处理,并使用超景深显微镜和扫描电镜对比分析预处理前后硬质合金刀片表面质量。2)抛光预处理对涂层表面质量的影响研究。使用超景深显微镜观测涂层刀片表面形貌,分析涂层刀具表面形貌影响因素,探讨基体表面质量对PVD涂层刀片表面质量的影响规律。3)结合强度理论模型的建立,探讨抛光预处理对涂层刀片涂层-基体结合强度影响。对硬质合金基面经抛光预处理表面真实形貌的简化和假设,基于PVD涂层受压应力微变形模型,建立涂层-基体界面应力模型,并使用划痕力学模型,在滑移线场原理上确定界面结合强度理论模型,使用划痕试验验证模型的有效性。利用划痕试验测量涂层刀片结合强度,揭示基面抛光预处理对涂层-基体结合强度的影响规律,并借用扫描电镜观测并分析涂层划痕破坏形貌,探讨预处理对涂层-基体界面结合机制的影响。4)抛光预处理对涂层刀片切削性能的影响研究。涂层刀具车削奥氏体不锈钢试验,探究基面状态对其涂层刀具加工奥氏体不锈钢切削力、耐用度的影响规律;借用扫描电镜、能谱仪观测涂层刀片表面形貌以及破损区域元素成分,揭示涂层刀具的磨损机理和初始材料转移。综上,本文的研究采用CMP预处理涂层硬质合金刀片基面,以期改善刀具基体表面质量和涂层结合强度,提升刀具切削性能,并有望拓展国产涂层硬质合金刀具的制备途径和应用。