| 基于ALD低温制备的纳米涂层刀具性能研究 |
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| 引用本文： | 王睿,唐思文,刘德顺,刘骞,卞凯,李佩真.基于ALD低温制备的纳米涂层刀具性能研究[J].表面技术,2021,50(5):364-371. |
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| 作者姓名： | 王睿 唐思文 刘德顺 刘骞 卞凯 李佩真 |
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| 作者单位： | 湖南科技大学 机械设备健康维护湖南省重点实验室,湖南 湘潭 411201;深海深地矿产资源开发技术与装备教育部工程研究中心,湖南 湘潭 411201 |
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| 基金项目： | 国家自然科学基金(51305134);湖南省自然科学基金面上项目(2020JJ4308);湖南省研究生科研创新项目(CX20190805);湖南省教育厅资助科研项目(18B230) |
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| 摘 要： | 目的 探索基于原子层沉积法(Atomic Layer Deposition,ALD)的纳米涂层低温制备技术,并重点研究涂层沉积过程及纳米氧化铝涂层对刀具力学性能的影响.方法 利用原子层沉积法,在200℃的环境下制备不同涂层厚度的纳米Al2O3涂层刀具,对涂层的微观组织、厚度、硬度、断裂韧性、断口形貌、弯曲强度、结合力及摩擦系数进行检测.结果 ALD沉积技术能将纳米涂层均匀沉积在YT5刀具表面,且涂层光滑,无滴状气泡,涂层厚度可以精确控制在纳米级.ALD涂层与基体结合力的大小与涂层厚度相关,随着涂层厚度增大,结合力呈先增后降的趋势,测得50、100、200 nm等3种纳米涂层结合力大小分别为11.07、12.74、7.86 N.纳米涂层能够提高刀具的硬度,显著降低刀具表面的摩擦系数,测得刀具摩擦系数分别为0.56、0.43、0.67,最高降低摩擦系数达40％以上.此外在200℃的沉积温度下,没有产生金属相变,因而对刀具基体没有影响,刀具的断裂韧性和弯曲强度没有降低.结论 基于ALD的纳米涂层低温沉积技术所制备的纳米涂层刀具,具有良好的力学性能及涂层-基体界面结合力,能显著提高刀具性能,改善切削加工条件.
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| 关 键 词： | 刀具 纳米涂层 原子层沉积 低温制备 微观组织 结合力 力学性能 |
| 收稿时间： | 2020/5/25 0:00:00 |
| 修稿时间： | 2020/7/4 0:00:00 |
Research on Performance of Nano-coated Tools Prepared by ALD at Low Temperature |
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| WANG Rui,TANG Si-wen,LIU De-shun,LIU Qian,BIAN Kai,LI Pei-zhen.Research on Performance of Nano-coated Tools Prepared by ALD at Low Temperature[J].Surface Technology,2021,50(5):364-371. |
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| Authors: | WANG Rui TANG Si-wen LIU De-shun LIU Qian BIAN Kai LI Pei-zhen |
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| Affiliation: | Hunan Provincial Key Laboratory of Health Maintenance for Mechanical Equipment,Xiangtan 411201, China;Engineering Research Center of Mineral Resources Development Technology and Equipment for Deep Sea and Deep Earth, Ministry of Education, Hunan University of Science and Technology, Xiangtan 411201, China |
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| Abstract: | |
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| Keywords: | tool nano-coating atomic layer deposition (ALD) low temperature preparation microstructure binding force mechanical properties |
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