含氧量对CrAlSiN纳米复合涂层刀具组织结构与性能的影响机制

基本信息
批准号:51275095
项目类别:面上项目
资助金额:80.00
负责人:王启民
学科分类:
依托单位:广东工业大学
批准年份:2012
结题年份:2016
起止时间:2013-01-01 - 2016-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:周玉海,敖永翠,夏飞,鲁力,李毫亮
关键词:
切削性能氧含量CrAlSiN纳米复合涂层刀具热稳定性组织结构
结项摘要

Nanocomposite coated high-speed cutting tools attact great attentions due to their superhardness and excellent thermal stability. However, the difficulty in reproductivity limited their wide application, which is mainly due to oxygen contamination in the coatings. This project selects the CrAlSiN nanocomposite coated cutting tools, which performed excellent on high-speed machining, as an example to investigate the influence of oxygen content. The coatings containing oxygen from residual gas or from oxygen gas influx will be deposited by a new hybrid high-power impulse plasma-assisted magnetron sputtering. The microstructure, hardness, toughness, high-temperature annealing, high-temperature oxidation and diffusion, wear behavior of the coatings and machining properties of the coated cutting tools will be studied systematically. The influence of oxygen content on the microstructure and mechanical properties of the coatings, the evolution and surface-interface behavior of the coatings in a high-temperature environment, the high-speed machining behavior of the coated tools, will be investigated. The aim of this project is to obtain the theory of producing high-quality nanocomposite coatings coated cutting tools for high-speed machining at low cost, and the related synthesis methods and machining techniques. These results will enrich the theory of nanocomposite coatings and high-speed machining of coated cutting tools. The research will improve the performance of the coatings and lower the request for the coating machine and process, which has very promising applications.

纳米复合涂层刀具因具有超高硬度和优异的高温稳定性受到关注,但性能难以重复限制其普及应用,涂层中氧杂质是主要原因。本项目以具有良好高速切削性能的CrAlSiN纳米复合涂层刀具为代表,采用新型高功率脉冲等离子增强复合磁控溅射技术沉积含氧(残留氧和添加不同含量氧)纳米复合涂层,对涂层的显微结构、硬度、韧性、高温时效、高温氧化和扩散、摩擦、切削加工性能进行系统的研究,获得氧元素对纳米复合涂层的组织结构和机械力学性能影响的规律,涂层在高温环境过程中的组织结构演化规律和表面界面行为,及氧元素影响涂层刀具高速加工性能的行为和机理。本项目的研究目标在于获得高速加工用低成本高性能纳米复合涂层刀具的制备理论、制备方法和加工工艺技术。本项目的研究成果对于丰富纳米复合涂层和涂层刀具切削理论有重要学术价值;项目的研究成果将使得刀具涂层性能得到提升,同时对涂层设备工艺的要求获得降低,有广阔的应用前景。

项目摘要

本项目以具有良好高速切削性能的CrAlSiN纳米复合涂层为基础,沉积含氧和不含氧的CrAlSiN纳米复合涂层,对涂层的显微结构、硬度、高温时效和高温稳定性、摩擦和切削加工性能进行系统研究,获得氧元素对纳米复合涂层的组织结构和机械力学性能的影响规律,涂层在高温环境下的组织结构演化规律,及氧元素影响涂层的刀具高速加工性能的行为和机理。基金工作按照原计划进行,获得了含氧CrAlSiON纳米复合涂层组织结构受涂层中Al、Cr、Si、O、N成分和沉积偏压影响的规律,涂层在高温下和氧化环境下的稳定性和组织结构演化规律,及与此相关的涂层力学性能、摩擦学行为;研究了AlTiN、AlCrN等氮化物刀具涂层的高温稳定性和高速切削行为并对比优化;以此为基础,设计了含AlTiN底层和含氧CrAlSiN纳米复合涂层的多层复合氧氮化物涂层刀具,在高速切削淬硬钢取得良好的效果,并对相关氧元素影响涂层刀具高速切削行为的机理进行了研究。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

演化经济地理学视角下的产业结构演替与分叉研究评述

DOI:10.15957/j.cnki.jjdl.2016.12.031
发表时间:2016
2

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

基于一维TiO2纳米管阵列薄膜的β伏特效应研究

DOI:10.7498/aps.67.20171903
发表时间:2018
3

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

一种光、电驱动的生物炭/硬脂酸复合相变材料的制备及其性能

DOI:10.16085/j.issn.1000-6613.2022-0221
发表时间:2022
4

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
5

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

惯性约束聚变内爆中基于多块结构网格的高效辐射扩散并行算法

DOI:10.19596/j.cnki.1001-246x.8419
发表时间:2022

相似国自然基金

1

含氧Zr-B-N纳米复合刀具涂层的结构和性能研究及机理分析

批准号:51301181
批准年份:2013
负责人:王铁钢
学科分类:E0103
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

基于纳米多层结构的cBN/GNCD刀具涂层增韧机制及性能研究

批准号:51575269
批准年份:2015
负责人:徐锋
学科分类:E0509
资助金额:63.00
项目类别:面上项目
3

硼化钛基原位纳米复合涂层的组织结构和性能调控机理研究

批准号:51672067
批准年份:2016
负责人:杨勇
学科分类:E0204
资助金额:62.00
项目类别:面上项目
4

溶胶增强Ni-P-TiO2纳米复合涂层的沉积机理及其对涂层微观结构和性能的影响

批准号:51601073
批准年份:2016
负责人:王宇鑫
学科分类:E0103
资助金额:20.00
项目类别:青年科学基金项目