一、引言

TiN涂層高速鋼刀具多為復(fù)雜刀具，在TiN涂層刀具磨損性能試驗(yàn)中，為便于觀察，特按復(fù)雜刀具的角度設(shè)計(jì)制作了試驗(yàn)用刀片，將其安裝在機(jī)夾式刀體上，在無級(jí)調(diào)速車床上進(jìn)行耐磨性試驗(yàn)。刀片基體材料為W9Mo3Cr4V，常溫硬度64～65HRC。刀片在美國(guó)多弧公司MAV－32型離子鍍膜機(jī)上涂層，膜層厚度為2.4～3.1µm，顯微硬度約為2000HV。在一定的切削條件下，用涂層刀具和未涂層刀具分別切削相同的工件，同時(shí)測(cè)量切削力和切削溫度的數(shù)值，利用雙管立體顯微鏡、光切法顯微鏡和掃描電鏡等觀察刀具各個(gè)部位的磨損形貌和磨損尺寸，然后對(duì)試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合處理和分析。在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了大量生產(chǎn)性觀測(cè)，以驗(yàn)證試驗(yàn)分析的結(jié)論。

二、涂層刀具的磨損形態(tài)及磨損規(guī)律

涂層刀具和未涂層刀具一樣，正常磨損發(fā)生在三個(gè)面上，即前刀面月牙洼磨損、后刀面磨損及副后刀面磨損，其中以前、后刀面磨損為主。

當(dāng)切削速度較高或切削厚度較大時(shí)，月牙洼磨損一般較嚴(yán)重；當(dāng)切削速度較低或切削厚度較小時(shí)，以后刀面磨損為主。圖 1所示為典型的涂層刀具前、后刀面磨損形貌。從大量的照像觀察中可看出涂層刀具磨損的一些特點(diǎn)。涂層刀具月牙洼的中心靠近切削刃，月牙洼邊界參差不齊，當(dāng)月牙洼寬度相等時(shí)，涂層刀具月牙洼的深度遠(yuǎn)大于未涂層刀具。涂層刀具后刀面磨損的主要特點(diǎn)是磨損帶表面和切削平面不位于同一平面。涂層刀具在切削過程中產(chǎn)生了負(fù)后角磨損帶或后刀面月牙洼磨損，觀測(cè)結(jié)果表明，磨損帶遠(yuǎn)離切削刃處的負(fù)后角約為 14°。