PVD TiCrAlN/AlTiN刀具涂层高频疲劳性能研究

摘要

通过涂层划擦试验比较了PVD TiCrAlN和AlTiN两种刀具涂层与基体的结合强度,利用超声辅助振动的方式,用金刚石压头对两种涂层进行不同振幅下的高频冲击试验.采用扫描电子显微镜(SEM)和3D轮廓仪等对冲击后涂层的表面破坏形式和压痕形状进行检测,比较两种涂层的抗冲击能力,分析了涂层冲击失效机理.结果表明,TiCrAlN要比AlTiN涂层与基体界面处的结合力好;涂层在受到冲击时产生侧向裂纹和径向裂纹等疲劳失效形式;涂层在冲击载荷下受到的最大拉应力靠近冲击中心接触区边界;TiCrAlN和AlTiN涂层硬度相近,TiCrAlN比AlTiN涂层抗冲击韧性好,原因可能是:TiCrAlN要比AlTiN涂层与基体界面处的结合力好,涂层与基体界面的结合力影响了刀具涂层的抗冲击疲劳强度.