CrN基纳米复合涂层在刀具上的应用
毕业论文关键词:涂层技术；磁控溅射；CrN涂层；涂层刀具
CrN base nano composite coating in the application of cutting tool
Abstract: CrN coating has high hardness, resistance to high temperature oxidation and the advantages of strong wear resistance, is often used as coating material.This design CrN films prepared by magnetron sputtering method, and the structure of the membrane, the performance is analyzed.Through multifunctional nano hardness tester tests, antioxidant tests in the box type resistance furnace, high precision analytical balance is used to test the quality of the sample under test changes, compared results show that the coated tools not coated tools, in terms of hardness, oxidation resistance are improved significantly.
Keywords: Coating technology;Magnetron sputtering.CrN coating;Coated tools
摘要 1
引言 1
1.刀具涂层技术的发展历史 2
2.CrN基纳米复合涂层在刀具上的应用试验设计 4
2.1 实验原理 4
2.2 实验方法 4
2.3 主要器材的选取 5
2.3.1 磁控溅射镀膜装置 5
2.3.2 试验流程 6
3.刀具涂层实验分析 7
3.1 实验数据 7
3.2 多功能纳米仪测试硬度 7
3.3 抗氧化测试 7
3.4 实验结果分析 7
4.结论 8
参考文献 8
致谢 10
CrN基纳米复合涂层在刀具上的应用
引言
随着工业现代化的发展，现代制造业对机械加工提出了更高的要求，为了提高工具的工作效率、可靠性和精度，目前世界上各国逐渐重视刀具涂层技术的发展[1]。刀具涂层技术实质是工具材料表面的改性技术，刀具涂层技术自出现以来，在近几十年里得到了良好的发展。采用涂层技术目的是提高工具的硬度、耐磨性和抗弯强度等性能，从而有效延长刀具使用寿命，使刀具的综合机械性能得到优化，进而大幅度提高工作效率[2]。伴随着涂层技术的发展，涂层材料也在不断的发生改进。近年来，氮化铬受到人们的青睐。氮化铬具有较高的硬度、良好的耐磨损性和抗氧化性等优点[3,4]，常被用作涂层材料。本设计中，采用磁控溅射镀膜法，在基体上涂覆一层氮化铬薄膜，通过测试，表明涂层刀具比未涂层刀具性能更加优异。
1. 刀具涂层技术的发展历史
化学气相沉积（CVD）技术和物理气相沉积（PVD）技术是目前为工具涂层的两个主要手段。
化学气相沉积技术出现在上世纪60年代，由于该技术的出现，表面处理技术被广泛应用于金属的表面涂层。化学气相沉积技术是利用挥发性气体发生化学反应（分解或化合），沉积在待涂覆工件上以形成薄膜。化学气相涂层结构紧凑，涂层与基板易于结合，附着能力强[5]，均匀性好，极为复杂形状的工件也可以获得几个微米厚度的良好涂层，所以CVD涂层一般耐磨损性能较好。但在化学气相沉积薄膜过程中，由于温度较高，很可能是工件内部结构发生改变，从而造成抗弯能力下降。因此，化学气相沉积技术比较适合于质地较硬的工具的表面涂层。
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