偶看新闻道法自然太极图图片:涂层硬质合金在机械加工刀具知识
来源：百度文库 编辑：偶看新闻 时间：2024/04/28 04:46:02
涂层厚度是指从涂层表面到涂层与过渡层（或基体）接壤面之间的间隔。过渡层（亦称脱碳层）厚度是指从涂层与过渡层的接壤面到过渡层与基体的接壤面之间的间隔。涂层厚度一般约为几微米～20微米。对于复合涂层则需要分别丈量各层厚度。丈量涂层厚度的传统方法是利用金相显微镜的目镜测微尺进行丈量，但该方法的丈量精度较差，操纵也较为啰嗦。目前已可采用图象分析系统（如四川大学智胜公司产品）进行丈量，该方法操纵便捷，丈量精度较高。此外，该系统具有多次拍照合成图象功能，可解决涂层制样面微小不同焦的题目
试验证实，涂层（表面层）和过渡层（中间层）的厚度对硬质合金涂层刀片的机能影响很大。因此，对试样各层厚度进行丈量对于分析涂层机能十分重要。
4.涂层和过渡层的厚度丈量
当表面涂层工艺泛起某些题目时，涂层表面会产生各种缺陷。
3.涂层缺陷的观测
对于复合涂层，应视详细的涂层种类，采用分段腐蚀方法对其显微结构进行显现，然后在金相显微镜下进行形貌观测。
对于氮化钛、碳氮化钛（或碳化钛）涂层试样，均可采用10ml硝酸+10ml氢氟酸+10ml水的混合溶液滴蚀15～30秒钟后进行显现，。复合涂层的显现
氮化钛、碳氮化钛涂层的显现
将抛光后的碳化钛涂层试样用10%K3Fe（CN）6+10%NaOH水溶液腐蚀20～30秒钟后，即可在金相显微镜下对其显微结构进行高倍观测。
碳化钛涂层的显现
涂层显微结构的显现与形貌观测因为涂层为极薄的单层或多层膜，因此显现其显微结构时需特别仔细。对于不同材料的涂层，需要采用不同的试剂进行腐蚀显现。
对制备的试样进行高倍观测时，有时会发现在涂层与基体之间存在一连续带状（或断续）的白亮色狭窄区域。用赤血盐和氢氧化钠水溶液腐蚀后，该区域的颜色转变由橙色→深褐色→玄色，这是h相WxCoxC的典型特征之一，通常产业合金缺碳时都会泛起h1相，它的存在对涂层合金的使用机能有很大影响（目前对h2相所起作用尚有不同看法，限于篇幅，本文不作论述）。总之，在观测试样时，对过渡层进行金相分析是必不可少的步骤。
过渡层（中间层）的金相分析
将制备好的涂层金相试样置于金相显微镜下进行高倍观测（1000～1500倍）。在显微镜视场内可观察到试样断面是由表面涂层、过渡区和硬质合金基体三部门组成。
2.涂层形貌的观测与分析
硬质合金涂层具有硬、脆、薄的特点，其厚度通常只有几微米至十几微米。在制备试样时稍有不慎，试样表面涂层就可能崩落或倒角，因此操纵时应留意小心保护涂层。在制样过程中，为保证涂层与硬质合金基体位于金相显微镜观测的统一视平面上，应使涂层制样面与硬质合金基体系体例样面处于统一平面内。通过反复进行制样试验，发现以下制样方法可获得较好制样效果：首先用金刚石砂轮在机床上对试样进行粗、精磨，然后将试样对镶在硫磺中，用抛光机和金刚石研磨膏对其进行精抛光。磨削试样时，可使用树脂结合剂碗形金刚石砂轮（粒度在320#、M20、M14范围内），为反映涂层的真实厚度，磨削后的涂层制样面与涂层表面应保持垂直；根据前序磨削表面质量情况，可选用粒度为M5或M1的金刚石研磨膏对试样进行研磨和抛光。图1和图2分别为采用上述方法制备试样的单一涂层和复合涂层形貌。
1.涂层金相试样的制备
涂层硬质合金问世以来，在机械加工刀具方面得到了广泛应用，明显进步了金属切削加工效率。目前约有70%的硬质合金刀具经由表面涂层处理。近年来，跟着金属切削加工要求的不断进步，刀具涂层技术也不断取得新的发展。目前常用的涂层方法主要有化学气相沉积（CVD）法、物理气相沉积（PVD）法、物理化学气相沉积（PCVD）法等；涂层材料种类主要有TiC、TiN、TiCN、Al2O3等；涂层方式已由单一涂层发展到复合涂层。同时，为了对涂层机能、涂层工艺进行深入研究，与之相关的涂层分析检修技术也随之精益求精。本文就硬质合金涂层的金相分析方法作一先容。
试验证实，涂层（表面层）和过渡层（中间层）的厚度对硬质合金涂层刀片的机能影响很大。因此，对试样各层厚度进行丈量对于分析涂层机能十分重要。
4.涂层和过渡层的厚度丈量
当表面涂层工艺泛起某些题目时，涂层表面会产生各种缺陷。
3.涂层缺陷的观测
对于复合涂层，应视详细的涂层种类，采用分段腐蚀方法对其显微结构进行显现，然后在金相显微镜下进行形貌观测。
对于氮化钛、碳氮化钛（或碳化钛）涂层试样，均可采用10ml硝酸+10ml氢氟酸+10ml水的混合溶液滴蚀15～30秒钟后进行显现，。复合涂层的显现
氮化钛、碳氮化钛涂层的显现
将抛光后的碳化钛涂层试样用10%K3Fe（CN）6+10%NaOH水溶液腐蚀20～30秒钟后，即可在金相显微镜下对其显微结构进行高倍观测。
碳化钛涂层的显现
涂层显微结构的显现与形貌观测因为涂层为极薄的单层或多层膜，因此显现其显微结构时需特别仔细。对于不同材料的涂层，需要采用不同的试剂进行腐蚀显现。
对制备的试样进行高倍观测时，有时会发现在涂层与基体之间存在一连续带状（或断续）的白亮色狭窄区域。用赤血盐和氢氧化钠水溶液腐蚀后，该区域的颜色转变由橙色→深褐色→玄色，这是h相WxCoxC的典型特征之一，通常产业合金缺碳时都会泛起h1相，它的存在对涂层合金的使用机能有很大影响（目前对h2相所起作用尚有不同看法，限于篇幅，本文不作论述）。总之，在观测试样时，对过渡层进行金相分析是必不可少的步骤。
过渡层（中间层）的金相分析
将制备好的涂层金相试样置于金相显微镜下进行高倍观测（1000～1500倍）。在显微镜视场内可观察到试样断面是由表面涂层、过渡区和硬质合金基体三部门组成。
2.涂层形貌的观测与分析
硬质合金涂层具有硬、脆、薄的特点，其厚度通常只有几微米至十几微米。在制备试样时稍有不慎，试样表面涂层就可能崩落或倒角，因此操纵时应留意小心保护涂层。在制样过程中，为保证涂层与硬质合金基体位于金相显微镜观测的统一视平面上，应使涂层制样面与硬质合金基体系体例样面处于统一平面内。通过反复进行制样试验，发现以下制样方法可获得较好制样效果：首先用金刚石砂轮在机床上对试样进行粗、精磨，然后将试样对镶在硫磺中，用抛光机和金刚石研磨膏对其进行精抛光。磨削试样时，可使用树脂结合剂碗形金刚石砂轮（粒度在320#、M20、M14范围内），为反映涂层的真实厚度，磨削后的涂层制样面与涂层表面应保持垂直；根据前序磨削表面质量情况，可选用粒度为M5或M1的金刚石研磨膏对试样进行研磨和抛光。图1和图2分别为采用上述方法制备试样的单一涂层和复合涂层形貌。
1.涂层金相试样的制备
涂层硬质合金问世以来，在机械加工刀具方面得到了广泛应用，明显进步了金属切削加工效率。目前约有70%的硬质合金刀具经由表面涂层处理。近年来，跟着金属切削加工要求的不断进步，刀具涂层技术也不断取得新的发展。目前常用的涂层方法主要有化学气相沉积（CVD）法、物理气相沉积（PVD）法、物理化学气相沉积（PCVD）法等；涂层材料种类主要有TiC、TiN、TiCN、Al2O3等；涂层方式已由单一涂层发展到复合涂层。同时，为了对涂层机能、涂层工艺进行深入研究，与之相关的涂层分析检修技术也随之精益求精。本文就硬质合金涂层的金相分析方法作一先容。
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