比较TiN和TiAlN涂层刀具加工铝锂合金的切削性能和表面质量。方法使用硬质合金、TiN涂层和TiAlN涂层三种刀具,对2198-T8型铝锂合金进行干式铣削试验。改变切削因素的水平,比较刀具磨损、铝锂合金的表面粗糙度、切削力和切屑形态。结果铣削铝锂合金时,刀具主要磨损为粘附磨损,TiN涂层的粘附程度比较低,硬质合金次之,TiAlN涂层表面粘附较好严重,切削效能比较低。粘附磨损严重影响铣削成形的表面粗糙度,并使铣削力增加。铣削速度是影响工件表面粗糙度的主要因素,通过提高铣削速度可明显降低材料的粘结程度,降低表面粗糙度与铣削力,TiN涂层在铣削铝锂合金时较好小表面粗糙度可达到0.5μm以下。在相同的切削参数下,TiN涂层断屑均匀,切屑表面较为光滑,切屑塑性变形较好小。硬质合金刀具产生的切屑尺寸较短,切屑表面有少量带状条纹,TiAlN涂层刀具产生的切屑发生了严重的塑性变形。结论与TiAlN涂层和硬质合金刀具相比,TiN涂层刀具在铣削铝锂合金时的切削效能比较好,可以达到比较好的表面粗糙度和加工效果TiN有着诱人的金黄色、熔点高、硬度大、化学稳定性好、与金属的润湿小的结构材料、并具有导电性和超导性。常州镀钛氮化钛加工
氮化钛具有耐腐蚀性强、抗氧化性好、化学稳定性高以及电导性好等优点。本文以阳极氧化法制得的纳米TiO2薄膜、多孔结构和纳米管材料为前驱体,通过氨气高温还原氮化法制得了纳米氮化钛薄膜、多孔结构和纳米管材料。XRD和EDS分析结果表明,三种纳米结构氮化钛的化学组分均只含Ti、N两种元素,且前驱体TiO2已经被完全转化为氮化钛,主要以TiN相和Ti2N相存在。SEM结果表明,高温氮化得到的三种纳米结构氮化钛仍保持了前驱体的微观结构,氮化钛多孔结构和纳米管均具有有序阵列特征,纳米管管径和孔道直径均小于100nm,TiN薄膜表面具有很多大小不均的突起颗粒。四探针法测试得到三种纳米氮化钛的电阻率约为5.0×l0-7?·m,显示了很好的电子导电性。恒电位阶跃测试得到氮化钛纳米管的真实表面积为1591.2cm2,多孔结构为366.3cm2,薄膜为125.8cm2。采用线性伏安曲线和Tafel曲线研究了制备得到的三种纳米结构氮化钛电极在硫酸溶液中的电化学析氢性能。研究表明,虽然三种TiO2前驱体具有较大的比表面积,但由于其导电性较差,导致析氢过电位高,而形成氮化物后则能显著提高其析氢能力。氮化钛纳米管电极真实表面积比较大,且高度有序的纳米管阵列结构,具有比氮化钛薄膜和多孔结构更好的析氢电催化活性。防锈氮化钛加工中心氮化钛有较高的导电性可用作熔盐电解的电极以及点触头、薄膜电阻等材料。
40、氮化钛涂层所具有的硬度值在维氏硬度(HV)2500以上,在刀具上涂敷3~5微米的氮化钛涂层,刀具就能拥有更高的耐磨性和耐热性,大幅度提高刀具寿命和切削加工效率。例如,齿轮滚刀经氮化钛涂敷后寿命能延长3~4倍,因而可在切削齿轮时可提高切削速度,从而减少了加工时间和成本。氮化钛的涂层沉积工艺为物物理相沉积(PVD),是在真空条件下将钛蒸发,并与氮发生反应在刀具表面形成一层非常硬的复合薄膜。这种加工过程较为重要的特征是在加工时温度适合保持在350℃左右,因而高速钢刀具的固有特性及尺寸都不会受到影响。氮化钛涂层刀具由于其优异性能,很快在工业发达国家得以推广使用,并为机械加工行业带来巨大的经济效益。日本是该领域的靠前者之一,许多日本的刀具公司都能供应含有氮化钛涂层的产品,其中有些卖给了欧洲部分国家和美国,多数进入了日本本国市场。我国对氮化钛涂层刀具的使用起步较晚,但已有不少厂家开始推广使用,经济效益极为可观。
TiN薄膜的研究工作早在20世纪60年代已开始进行,但因材料和器件制备上的困难,使研究工作一度转入低潮。后来随着薄膜制备技术的提高,国内外对TiN薄膜的研究工作又开始活跃起来,制备方法也多样化了,目前已取得很大进展。TiN薄膜的制备方法主要可分为物理物物理相沉积、化学气相沉积两大类。应用于工业的各个领域。TiN薄膜无毒、质轻、强度高且具有优良的生物相容性,因此它是非常理想的医用金属材料,可用作植入人体的植入物和手术器械等阎。此外,氮化钛薄膜还能作为其他优良生物相溶性薄膜的增强薄膜。国外的Nelea等人通过镀制TiN薄膜中间层大幅度提高了医用常用材料羟磷灰石薄膜(HA)的机械性能和附着力。氮化钛涂层刀具由于其优异性能,很快在工业发达国家得以推广使用,并为机械加工行业带来巨大的经济效益。
50.现代工业的发展要求切削刀具在越来越高的速度下运行,高速切削产生的摩擦热使切削刀具刃部处于高温状态,因此对于切削刀具的红硬性及其他综合性能提出更高的要求方能实现刀具使用的高寿命。除了使用性能更好的整体材料来制作切削刀具外,作为表面热处理技术的一个重要分支的PVD涂层技术已经是现代刀具不可缺少的应用技术,由于能成倍得提高刀具寿命而被誉为高速钢刀具的一次进步。其实质是在切削刀具的表面沉积一层具有致密结构、高硬度、热稳定性、耐磨性和抗氧化性良好的硬质薄膜。氮化钛涂层可降低牙科铸造合金,尤其是贱金属合金的腐蚀倾向,提高其耐蚀性。防锈氮化钛加工中心
许多日本的刀具公司都能供应含有氮化钛涂层的产品,其中有些卖给了欧洲部分国家和美国,多数进入日本市场。常州镀钛氮化钛加工
采用物物理相沉积法(PVD)在45钢基体表面沉积了TiN和TiAlN涂层.用3种载荷在摩擦磨损试验机上分别对45钢、TiN和TiAlN涂层进行了摩擦试验,用5种载荷分别对3种试样进行了磨损试验,用表面轮廓检测仪检测了3种试样的体积磨损,用划痕仪测量了涂层的临界载荷.研究结果表明:随着载荷的增大,TiAlN和TiN涂层的摩擦系数有较大的下降趋势,TiAlN、TiN有降低摩擦系数的作用,其中TiN的效果更好.45钢、TiN与TiAlN的磨损量都会随载荷的增大而增大.TiN、TiAlN涂层比45钢有较明显的耐磨损的能力,TiAlN涂层比TiN涂层的抗磨损能力更强.45钢的比磨损率趋近于线性变化,TiAlN、TiN涂层的比磨损率趋近于非线性变化.TiN涂层的临界载荷高于TiAlN涂层的临界载荷.常州镀钛氮化钛加工