Hf添加对Ti-Al-N涂层力学和热性能的影响

【作者】 许雨翔； 陈利； 裴斐； 彭英彪； 杜勇；

【机构】 中南大学粉末冶金国家重点实验室； 株洲钻石切削刀具股份有限公司；

【摘要】 Ti-Al-N涂层是目前应用最为广泛的切削刀具用涂层材料,为满足先进切削工艺的发展需求,通过多元合金化来进一步改善Ti-Al-N涂层的性能受到广泛的关注。本文采用阴极弧蒸发技术制备了Al含量相近的单相立方结构的Ti0.52Al0.48N和Ti0.50A10.47Hf0.03N涂层,研究Hf的添加对Ti-Al-N涂层力学和热性能的影响。研究表明:Ti-Al-N涂层发生调幅分解的温度随着Hf的加入而轻微的向低温方向偏移。与Ti-Al-N涂层相比,当温度低于1053oC时,Hf阻碍了锐钛矿型TiO2向稳定的金红石型TiO2转变从而改善了Ti-Al-N涂层的抗氧化性能。850oC氧化10h后,Ti-Al-N涂层已完全氧化,但Ti-Al-Hf-N涂层仅呈现～0.81μm的氧化层。但是,当氧化温度增加到1100oC时,Hf的添加反而降低了Ti-Al-N涂层的抗氧化性能。连续应用研究表明Ti-Al-Hf-N涂层刀片表现出更优异的车削性能。更多还原