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添加Cu对PVD altin涂层组织结构和性能的影响

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粉末冶金材料科学与工程 2016年第5期21卷 717-721页

作者：潘晨曦陈康华徐银超王云志祝昌军陈浩中南大学粉末冶金国家重点实验室长沙410083 有色金属先进材料协同创新中心长沙410083 株洲钻石切削刀具股份有限公司株洲412000

采用阴极弧蒸发离子镀在硬质合金刀具基体上分别沉积altin和altin-Cu涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪等分析测试手段研究涂层形貌、组织结构和力学性能的影响规律,并对两种涂层刀具的切削性能进行研究。结果表明... 详细信息

采用阴极弧蒸发离子镀在硬质合金刀具基体上分别沉积altin和altin-Cu涂层。采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射仪(XRD)、纳米压痕仪等分析测试手段研究涂层形貌、组织结构和力学性能的影响规律,并对两种涂层刀具的切削性能进行研究。结果表明:Cu元素以单质的形式存在于altin涂层中,Cu的添加使涂层晶粒由柱状晶转变成等轴晶,细化了涂层晶粒,使涂层的择优取向由(111)面变成(200)面;涂层的纳米硬度由29.01GPa降低到22.04GPa,弹性模量由347.10GPa降低到268.25GPa。Cu元素的添加使altin涂层刀具切削钛合金寿命提高了约36%。

关键词： altin Cu PVD 阴极弧离子镀纳米涂层

Microstructure and Mechanical Properties of Nitrogen Flux Alternating altin Composite Multilayer Coatings

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高速钢刀具激光熔覆altin/NiCoCr涂层的组织及性能分析

2010亚太航空航天技术研讨会

作者： Luo Qinghong~(1*) Lu Yonghao~2 Lou Yanzhi~3 Zhao Zhengye~1 Yang huisheng~2 1 3rd Laboratory Beijing Institute of Aeronautical Materials Beijing 100095 China 2 Department of Materials Physics University of Science and Technology Beijing Beijing 100083 China 3 4rd Laboratory Beijing Institute of Aeronautical Materials Beijing 100095 China

＜正＞The altin composition multilayer coatings were deposited on high speed steel substrates with a medium-frequency（MF） reactive magnetron sputtering system using TiAl *** deposition of altin multilayer coatings nitrogen flux was alternated in different periods.X-ray diffraction（XRD）,Field emission scanning electron microscopy（FE-SEM）,and high-resolution transmission electron microscopy（HRTEM） were used to investigate the microstructure of altin composition multilayer *** mechanical behaviors and adhesion properties were investigated using nano-indenter and scratch *** result indicated that the presently deposited multilayer thin films consisted of alternating altin with different nitrogen contents in different layer *** each layer,altin exhibited nanocomposites of nanocrystallites embedded into amorphous matrices despite of their nitrogen *** difference between adjacent layers is that altin layer with lower nitrogen content has a lower density of *** of multilayer structure greatly increased the critical load at which film-substrate interface delamination occurs and adhesion energy although it only slightly increased both hardness and elastic modulus values,which indicates that formation of multilayer structure is beneficial for improvement of adhesion. Increase of nitrogen flux enhanced this effect.

关键词： MF-reactive sputtering multilayer coating altin microstructure hardness adhesion

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真空科学与技术学报 2020年第7期40卷 604-608页

作者：张亚标李勇峰新乡职业技术学院机械制造系新乡453000 河南科技学院机电学院新乡453000

为了提高高速钢刀具的综合性能,通过激光熔覆的方式在其表面制备altin/NiCoCr涂层,通过实验测试的方式表征了该涂层的组织结构与各物相成分,并测定了其界面结合性能。研究结果表明:激光熔覆altin/NiCoCr涂层形成致密组织,各层间形成紧... 详细信息

为了提高高速钢刀具的综合性能,通过激光熔覆的方式在其表面制备altin/NiCoCr涂层,通过实验测试的方式表征了该涂层的组织结构与各物相成分,并测定了其界面结合性能。研究结果表明:激光熔覆altin/NiCoCr涂层形成致密组织,各层间形成紧密结合状态,陶瓷层厚度接近146μm,形成200μm左右粘结层。在陶瓷层内形成了大量无序排列的等轴晶,获得更高强度的陶瓷层。涂层中主要存在α-Al2O3,还有部分Al2Ti5N与Rutile-TiN。采用激光熔覆工艺有效降低了界面的空隙比例,获得更加致密的界面组织。陶瓷相内含有Al、N、Ti三种元素,在微孔粘结层内存在Co与Ni。altin/NiCoCr涂层获得了比NiCoCr涂层更高结合力和更小的残余应力。试样发生了台阶断裂,形成了凹凸变化的表面。altin/NiCoCr涂层形成更加平整断裂界面,在断裂面区域形成了众多微孔。

关键词： altin NiCoCr粘结层残余应力激光熔覆结合力

电弧离子镀TiAlN、altin和altin/TiSiN涂层的高温摩擦磨损行为研究

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电弧离子镀TiAlN、AlTiN和AlTiN/TiSiN涂层的高温摩擦磨损行为研究

作者：曾琨广东工业大学

学位级别：硕士

硬质涂层作为改善刀具性能的有效手段在材料加工领域被广泛应用,其优异的力学性能和高温稳定性可以极大延长刀具的使用寿命。涂层刀具在切削加工过程中,刀具与被加工材料之间剧烈的摩擦会产生大量的热,从而导致刀具磨损失效。因而对刀... 详细信息

硬质涂层作为改善刀具性能的有效手段在材料加工领域被广泛应用,其优异的力学性能和高温稳定性可以极大延长刀具的使用寿命。涂层刀具在切削加工过程中,刀具与被加工材料之间剧烈的摩擦会产生大量的热,从而导致刀具磨损失效。因而对刀具涂层高温摩擦学性能的研究显得尤为重要。PVD Ti-Al-(X)-N系列涂层因其优良的高温抗氧化性能及力学性能目前已经商业化使用。一般而已,涂层的性能取决于涂层的结构和成分。涂层中Ti/Al的比值以及是否加入其它元素(如Si)对涂层的硬度,热稳定性,抗高温氧化性以及高温摩擦学性能有很大的影响。如altin涂层相比TiAlN涂层中的Al含量更高,在保持晶体结构不变的情况下,Al含量的增加可以进一步提高TiAlN涂层的抗氧化性能和高温下的力学性能,使得altin涂层更适合目前机加工要求。而一定含量的Si元素加入到TiN涂层中通过热力学调幅分解,可以形成非晶原子层包覆纳米晶氮化物的纳米复合涂层(nc-TiN/a-Si3N4)结构。这种结构的涂层不仅因为Si元素的加入可以细化晶粒提高硬度而且涂层高温稳定性也非常突出。其次,通过多层复合结构,也可以大幅提高涂层的性能。本文针对刀具市场上常用的Ti-Al-N系列涂层。首先利用PVD电弧离子镀技术在高速钢上制备了TiAlN涂层和altin/TiSiN多层纳米复合涂层(以下简称为s-altin/TiSiN),在常温、400℃和600℃进行摩擦磨损实验,探讨TiAlN、 s-altin/TiSiN涂层不同温度下的磨损行为及磨损机理;其次由于高速钢基体硬度相对较低(58～62 HRC),为了进行更高温度的摩擦实验,采用硬质合金作为基体,制备高A1的altin涂层和altin/TiSiN多层涂层(以下简称为c-altin/TiSiN),在400℃、600℃和800℃进行高温摩擦实验,比较altin. c-altin/TiSiN涂层不同温度下的磨损行为及磨损机理;最后为了研究高温下线速度和载荷对涂层磨损性能的影响,选取c-altin/TiSiN涂层在800℃下按照不同的线速度(30cm/s.40cm/s和50cm/s)和载荷(5N、8N和1ON)进行摩擦实验。围绕高温摩擦学,论文重点研究了涂层不同温度下的摩擦磨损行为。另外涂层的微观结构和力学性能等基本特性采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS).X射线衍射(XRD)以及纳米硬度计等表征手段进行分析表征。主要研究结果如下：(1)在比较TiAIN涂层和s-altin/TiSiN涂层在不同温度下的摩擦行为中,TiAIN涂层在常温、400℃和600℃经过10000圈摩擦后均磨穿,s-altin/TiSiN涂层在600℃下摩擦完后才磨穿失效,说明s-altin/TiSiN涂层的高温摩擦磨损性能相比TiAIN涂层要好。摩擦系数方面,两种涂层在600℃摩擦稳定后的摩擦系数最低,其次是在400℃,常温下的摩擦系数最高。磨损机制方面,常温下TiAIN涂层磨损失效形式主要是摩擦副之间的粘着磨损,400℃和600℃下为粘着磨损和氧化磨损。s-altin/TiSiN涂层常温下主要磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损以及塑性变形导致的鱼鳞状裂纹,400℃下主要为粘着磨损和氧化磨损,600℃下氧化磨损的加大以及伴随磨粒磨损和粘着磨损的综合影响使得s-altin/TiSiN涂层最终磨损失效。(2)在比较altin涂层和c-altin/TiSiN涂层在400℃、600℃和800℃下的高温摩擦行为中,两种涂层都没有磨穿。摩擦系数方面同高速钢基体趋势一致,800℃下两种涂层摩擦系数最低,600℃其次,400℃下最高。磨损机制方面,altin涂层400℃下磨损形式主要为粘着磨损,600℃和800℃下主要为粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损。400℃、600℃和800℃下氧化磨损和粘着磨损均存在于c-altin/TiSiN涂层摩擦过程中,600℃下涂层还有轻微的塑性变形。(3)在高温下线速度和载荷对c-altin/TiSiN涂层磨损性能的影响研究中,发现800℃下,线速度(30cm/s、40cm/s和50cm/s)和载荷(5N、8N和10N)对涂层摩擦系数影响不大。但是随着载荷的增大涂层磨损率有减小的趋势,随着线速度的加大磨损率先增加后减少,说明800℃下在c-altin/TiSiN涂层摩擦系数基本不变的情况下,适当加大载荷和线速度可以降低涂层的磨损率。

关键词：电弧离子镀 TiAlN altin altin/TiSiN 高温摩擦磨损行为

语言的另一种表述,美与荒诞土耳其陶艺家:芬荙·阿尔丁(Funda altin)

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收藏与投资 2019年第6期10卷 124-129页

作者：王军不详

了解艺术家一般先要回顾其成长。芬荙1971年生于土耳其西北部城市Balikesir,父亲为军队飞行员,经常会有外飞任务,记得家里有飞机模型,父亲无任务时也常与芬荙玩游戏。母亲则为家庭主妇,除了照顾家庭,她闲暇的事情便是绘画,且画画水平较... 详细信息

了解艺术家一般先要回顾其成长。芬荙1971年生于土耳其西北部城市Balikesir,父亲为军队飞行员,经常会有外飞任务,记得家里有飞机模型,父亲无任务时也常与芬荙玩游戏。母亲则为家庭主妇,除了照顾家庭,她闲暇的事情便是绘画,且画画水平较高。10岁时,芬荙随父亲工作的变动搬往意大利罗马,她开始了全新的生活,为罗马这座古老城市的美心醉欢颜,此时她好动、乐观并展现出极好的语言天赋,很快掌握意大利语并在学习中交到意大利朋友,可以随父亲参加party聚会,随母亲一起到博物馆观看历史,到城市的郊区领略美景。

关键词：陶艺家 Funda altin 土耳其

轴对称磁场对电弧离子镀弧斑运动和altin薄膜表面形貌的影响

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轴对称磁场对电弧离子镀弧斑运动和AlTiN薄膜表面形貌的影响

TFC'07全国薄膜技术学术研讨会

作者：郎文昌肖金泉宫骏孙超闻立时中国科学院金属研究所材料表面工程研究部

本文利用自行设计的电磁线圈产生的轴对称磁场对电弧离子镀弧斑的运动进行控制,研究了磁场对阴极弧斑的运动和沉积的 altin 薄膜的表面形貌的影响规律。利用有限元分析软件 FEMM 对轴对称磁场的分布进行了模拟,分析了靶面不同磁场分量... 详细信息

本文利用自行设计的电磁线圈产生的轴对称磁场对电弧离子镀弧斑的运动进行控制,研究了磁场对阴极弧斑的运动和沉积的 altin 薄膜的表面形貌的影响规律。利用有限元分析软件 FEMM 对轴对称磁场的分布进行了模拟,分析了靶面不同磁场分量的分布规律;采用 SHT-V 型磁强计对实验所采用磁场的强度进行了测量。结果表明：当轴对称磁场比较小的时候,弧斑在靶面上呈无规的随机运动;随着磁场强度的增加,弧斑逐渐在无规运动的同时,表现出了旋转运动的趋势,并且向靶面边缘扩展;当磁场增加到临界强度的时候,弧斑在靶材边缘稳定的快速旋转运动,弧斑分裂,靶面中心处每隔0．5s 左右出现多个细的圆斑线,然后很快向外扩展消失;同时,出现电弧电压升高,等离子体通道增亮的现象,靶材边缘出现明显的刻蚀轨道。讨论了不同磁场分量下弧斑的运动规律,分析了在轴对称磁场条件下弧斑运动的变化以及出现的其他现象的原因。利用扫描电镜(SEM)观察了不同磁场强度下沉积的 altin 薄膜的表面形貌, 并利用图象分析软件(SISC IAS V8．0)对薄膜表面的颗粒分布进行了统计分析。结果表明：随着横向磁场分量从2Gs 增加到40Gs 时,颗粒所占的面积比从39．35％降低到了6．2％,不同直径范围内的颗粒数以及大于某个直径的颗粒数都有明显的降低,颗粒的总体分布情况具有相似性。讨论了随着轴对称磁场中横向分量的增加,altin 薄膜表面大颗粒减少的机制。

关键词：电弧离子镀轴对称磁场弧斑运动 altin 表面形貌

来源： cnki会议评论

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新型 altin 涂层

工具技术 1998年第3期 31-31页

作者：薛儒

新型ＡｌＴｉＮ涂层为满足淬火模具高速加工的需要，欧洲开发出一种ＡｌＴｉＮ涂层，并已被美国用于刀具制造。该涂层具有以下特点：①表面硬度高。该涂层硬度可达４５００～４９００ＨＶ，比ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ以及ＰＣＢＮ... 详细信息

新型ＡｌＴｉＮ涂层为满足淬火模具高速加工的需要，欧洲开发出一种ＡｌＴｉＮ涂层，并已被美国用于刀具制造。该涂层具有以下特点：①表面硬度高。该涂层硬度可达４５００～４９００ＨＶ，比ＴｉＮ、ＴｉＣＮ、ＴｉＡｌＮ以及ＰＣＢＮ分别为２３００～２９００、３０００...

关键词：涂层 altin 表面硬度刀具制造

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新型altin涂层

机械设计与制造工程 1998年第5期 12-12页

作者：叶伟昌

近年来欧洲开发出一种altin新型涂层材料。该涂层具有表面硬度高（可达4500～4900HV，比聚晶立方氨化棚PCBN的硬度3400～4500HV还高）、红硬性好（在高达1500～1600F切削温度下不降低硬度，不产生氧化）、热导率低、涂层附着力好等特点... 详细信息

近年来欧洲开发出一种altin新型涂层材料。该涂层具有表面硬度高（可达4500～4900HV，比聚晶立方氨化棚PCBN的硬度3400～4500HV还高）、红硬性好（在高达1500～1600F切削温度下不降低硬度，不产生氧化）、热导率低、涂层附着力好等特点，而且该涂层生产成本低，刀具寿命长。切削试验表明，altin涂层刀具的使用寿命为TiN、TiCN、TiAlN涂层刀具的4倍，而生产成本只为其30％。用其徐覆的球头立铣刀可在切削速度为49856％m／min加工条件下切削硬度高达47～52HRC的56NiCrMoV7模具钢，加工表面粗糙度可比未徐层铣刀降低二倍以上，节约工时4倍。新型altin涂层@叶伟昌

关键词：涂层 altin 涂层刀具刀具(金属切削)

Cutting Performance and Wear Behavior of AITiN-and TiAlSiN-Coated Carbide Tools During Dry Milling of Ti-6Al-4V

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Acta Metallurgica Sinica(English Letters) 2020年第3期33卷 459-470页

作者： Jie Liu Shui-Sheng Zhu Xin Deng Jian-Ye Liu Zhong-Ping Wang Zhi Qu School of Electromechanical Engineering University of Technology Guangzhou 510006China School of Electromechanical Engineering Guangzhou Panyu PolytechnicGuangzhou 511483China Guangdong Hanbang 3d Technology Co. Ltd.Zhongshan 528427China Heyuan Fuma Cemented Carbide Co. Ltd.Heyuan 517583China Guangdong Fenghua Zhuoli Technology Co. Ltd.Foshan 528225China

Machining,especially dry machining of titanium alloys,has been one of the most significant challenges for carbide cutting *** this study,aluminum-rich altin coating,as well as TiAlSiN nanocomposite coating,were successfully employed for dry milling of Ti-6 A1-4 V alloy with high efficiency and long tool *** the cutting speeds of 150 m/min and 200 m/min,the tool life of the TiAlSiN-coated tool exceeds that of altin-coated tool by 32 and 66%,*** wear modes for both coated tools include the uniform flank wear,smooth wear,chipping,coating and substrate flaking,crater and notch wear,and the wear mechanisms include adhesion,diffusion,oxidation and *** them,the wear mechanism is dominated by the adhesion and oxidation *** compared with altin coating,TiAlSiN coating exhibits better mechanical properties and oxidation resistance,which contribute to a better cutting performance,fewer thermal cracks and smaller and uniform workpiece chips during the dry milling of Ti-6 A1-4 V alloy.

关键词： Cutting performance Wear behavior Ti-6Al-4V altin coating TiAlSiN coating