切削刀具表面TiCN涂层的研究现状与发展

摘要

近年来,我国汽车产业迅猛发展,汽车机械零部件的需求给我国切削加工业带来了发展机遇和挑战。汽车安全性和舒适性的要求,国家节能减排、绿色制造的发展战略,指引切削技术向高速、高效、高精、绿色、智能方向发展,对刀具材料的使用性能也提出了更高要求。TiCN涂层刀具因具有高硬度和高耐磨性被大量应用,尤其是在有色金属及合金的切削加工上具有明显优势。综述了TiCN涂层的微观结构,指出C原子具有细化晶粒和抑制柱状晶形成的作用,涂层的结晶度和择优取向随C含量的改变而变化。总结了TiCN涂层的主要性能特点,包括硬度和致硬机理、耐磨性和减摩机理、热稳定性和热失效机制。介绍了TiCN涂层的沉积原理,指出各种制备方法的优缺点和关键工艺参数。分析了以TiCN为基进行改性获得的涂层的国内外最新研究现状,提出对TiCN涂层进行多层化、多元化以及纳米多层化,是进一步提高该涂层在高温条件下综合性能的方法,也是该涂层为适应高速切削、干式切削等新切削技术要求的发展方向。