基于原子沉积法的纳米Al2O3涂层微织构刀具刀-屑界面间摩擦系数研究

作     者：李佩真 唐思文 孙林 刘骞 李鹏南 牛秋林 王金林 王睿 刘鹏飛 Li Peizhen;Tang Siwen;Sun Lin;Liu Qian;Li Pengnan;Niu Qiulin;Wang Jinlin;Wang Rui;Liu Pengfei

作者机构：湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室湘潭411201 中国兵器工业新技术推广研究所北京100089 湖南科技大学先进矿山装备教育部工程研究中心湘潭411201 湖南科技大学难加工材料高效精密加工湖南省重点实验室湘潭411201 西迪技术股份有限公司株洲412000 

出 版 物：《现代制造工程》 (Modern Manufacturing Engineering)

年 卷 期：2020年第10期

页      面：26-32页

学科分类：08[工学] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金项目(51305134) 湖南省教育厅资助科研项目(18B230) 湖南省研究生科研创新项目(CX20190805) 

主　　题：纳米Al 2O 3涂层 切削刀具 原子沉积法 微织构 摩擦系数 

摘      要：采用原子沉积法(Atomic Layer Deposition,ALD)分别在点状微织构和条状微织构YT5硬质合金刀具(微织构刀具)上制备了纳米Al 2O 3涂层,通过直角切削实验研究了纳米Al 2O 3涂层对微织构刀具刀-屑界面间摩擦系数的影响,并将纳米Al 2O 3涂层微织构刀具与微织构刀具、YT5硬质合金刀具进行对比。结果表明,微织构能降低刀具刀-屑界面间的摩擦系数;纳米Al 2O 3涂层能进一步降低微织构刀具刀-屑界面间的摩擦系数,其中厚度为100 nm的Al 2O 3涂层微织构刀具刀-屑界面间的摩擦系数最小,当点状微织构间距为0.15 mm时摩擦系数值最优,当条状微织构方向垂直于主切削刃时摩擦系数值最优;刀具刀-屑界面间的摩擦系数随着切削速度的增加而增大。纳米Al 2O 3涂层与微织构相结合将刀-屑界面间的摩擦由滑动摩擦转变为滑动-滚动复合摩擦的形式,降低了微织构刀具刀-屑界面间的摩擦系数,改善了摩擦性能,有利于提高刀具耐用度。