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本文采用新型离子源激发清洗技术(NC)的多弧离子镀膜设备,通过与传统清洗技术(TC)在高速钢和硬质合金基体上制备AlCrN涂层的结构和性能的比较,确立新技术的优势。结合现代高速切削加工和难加工材料的需求,利用改进清洗技术的多弧离子镀膜设备,研究不同基体负偏压、弧靶电流和离子源激发清洗电流对AlTiSiN涂层结构和性能的影响。通过X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、透射电镜和扫描电子显微镜对涂层相结构和表面形貌进行分析;通过显微硬度仪、洛氏压痕仪、划痕仪和摩擦磨损仪对涂层的力学性能进行检测分析;通过数控加工中心对涂层刀具进行切削实验,并对涂层刀具的切削性能进行分析。结果如下:(1)利用高能离子源清洗技术制备的AlCrN涂层的CrN相的结晶度明显提高。与传统清洗技术相比,新型离子源清洗技术有利于涂层以平面方式生长,细化晶粒,涂层硬度从HV0.13200提高到HV0.13600。高能离子源轰击处理基材表面可提高膜基压应力,抑制裂纹扩展,膜基结合强度提高了10N。(2)通过改变基体负偏压、弧靶电流和离子源清洗激发电流制备的AlTiSiN涂层,物相未发生变化,均包括AlN相、TiN相、(Ti,Al,Si)N相和Si3N4相。弧靶电流对涂层的表面形貌影响较大,电流强度为160A时,涂层表面粗糙度为199.1nm,相较于电流强度90A时的表面粗糙度Sq增加了1倍。(3)利用离子源清洗工艺制备的AlTISiN涂层,摩擦系数均在0.2左右且具有良好的排屑能力,磨损中心区域无明显氧化磨损现象,磨痕边缘产生机械混合层。(4)高速钢涂层刀具切削速度为110 m/min时,新型工艺制备的AlCr N涂层刀具的寿命较传统工艺的涂层刀具提高了约3倍。AlTiSiN涂层刀具的切削实验中,基体负偏压为40V时,涂层刀具的切削性能最差。靶材电流为90A时,涂层刀具的切削寿命最佳,涂层刀具的主要失效形式为氧化磨损。