成果信息

涂层刀具是利用气相沉积方法在高强度的硬质合金或高速钢(HSS)基体表面涂覆几个微米的高硬度，高耐磨性的难熔金属或非金属化合物涂层而获得的。涂层刀具具有表面硬度高、耐磨性好、化学性能稳定、耐热耐氧化、摩擦系数小和热导率低等特性，涂层材料作为化学屏障和热屏障，减少了刀具与工件间的扩散和化学反应，从而减少了月牙洼磨损，切削时可比未涂层刀具提高刀具寿命3～5倍以上，提高切削速度20%～70%，提高加工精度 0.5～1级，降低刀具消耗费用20%～50%。本项目利用磁控溅射工艺在高速钢基体表层涂覆TiAlN和AlCrN硬质涂层，使刀具材料的硬度、耐磨性、抗高温氧化性能得到很大提高，其中AlCrN硬质涂层的硬度可达34GPa，抗高温氧化温度高达1000℃，使用AlCrN涂覆的刀具材料的使用性能和寿命得到很大提高。另外，本项目还从事了以TiAlN和AlCrN为基础的纳米多层涂层的研究，把纳米技术引进硬质涂层的开发，某些涂层硬度高达40 GPa，抗高温氧化温度高达1200℃，使涂层性能得到进一步提高。)

背景介绍

随着经济科技的快速发展，金属切削加工的发展，提高了生产效率，改善人们的生活水平。刀具材料的研究是金属切削加工中最为重要的环节。随着各种难加工材料的出现，对刀具材料相应的提出了更严格的要求，高硬度、高强度、强韧性、高耐磨性、高热硬性以及良好的工艺性，这些性能已经不能再简单的满足刀具的使用要求，涂层刀具、陶瓷刀具应运而生。时代在不断进步，涂层刀具的涂层材料，不同性能的陶瓷刀具等需要进一步的探索研究。)

应用前景

刀具涂层在机械加工的工具中应用很广，特别是在金属切削中占了主导地位。超硬涂层能改善材料的表面性能，减少工件的摩擦和磨损，有效的提高材料表面硬度、韧性、耐磨性和高温稳定性，大幅度提高涂层产品的使用寿命。它的发展适应了现代制造业对金属切削刀具的高技术要求，引起了刀具材料和性能的巨变，可被广泛应用于机械制造、汽车工业、纺织工业、地质钻探、模具工业、航空航天等领域，应用前景广阔。)