TiN刀具涂层抗多次冲击性能研究

摘要

刀具涂层在机械加工领域中的重要性日益凸显,涂层力学性能的表征方法随之将更加受到重视.显微硬度法、划痕法和静态压入法等评价方法可模拟涂层在静态力下的失效行为,但难以评价刀具涂层在动态切削力下的物理力学性能,如刀具涂层的抗冲击性能.利用自行研制的压电陶瓷驱动冲击试验机,对化学气相沉积TiN刀具涂层进行多次冲击试验,研究刀具涂层的抗多次冲击性能和失效机理,分析TiN刀具涂层抑制裂纹萌生和裂纹扩展的能力.研究结果表明,压电陶瓷驱动冲击试验机在相同试验条件下失效行为的重现性好,多次冲击试验可有效评价刀具涂层的抗多次冲击性能.随冲击次数增加,刀具涂层失效机理由内聚力失效向结合力失效转变.涂层裂纹萌生可用涂层开始氧化磨损时的冲击次数评判,涂层失效比例可作为涂层抑制裂纹扩展能力的评价标准.研究结果有助于刀具涂层抗多次冲击性能的评价和刀具涂层冲击失效机理的揭示,为刀具涂层后处理喷砂强化、涂层材料优选等提供理论支撑.