株洲钻石研发涂层技术赶超国际水平
【内容摘要】Ti-Al-X-N新型涂层技术是利用气相沉积方法在高强度工具基体表面涂覆几微米高硬度、高耐磨性难熔Ti-Al-X-N涂层，从而达到减少刀具磨损，延长寿命，提高切削速度的目的。
株洲钻石公司自主研发Ti-Al-X-N新型涂层技术的道路并非一帆风顺。初期引进涂层生产线时，株钻只能生产普通的Ti-N和Ti-Al-N涂层。通过消化吸收，科研工作者开发出具有纳米结构的Ti-Al-N涂层，比普通Ti-Al-N涂层性能有一定的提高，但仍旧不能满足刀具行业发展的需要。在此形势下，株钻成立研发团队，以专项课题精密工具创新能力平台建设为契机，开展新型高性能涂层的集中攻关工作。
经过大量的实验，课题组选择了最优的Ti-Al-X-N涂层，其抗氧化性能和硬度都较Ti-Al-N涂层高，但其切削性能和Ti-Al-N相比并无显著提升。为了搞清楚涂层性能为何达不到预期效果，研发团队首先将新涂层从基体上剥离下来研磨成粉末进行差示扫描量热仪分析，分析涂层在高温下的相结构演变、调幅分解过程。通过不懈努力，课题组制备出了优化纳米复合多层结构涂层nc-TiAlN/Si3N4。
据了解，Ti-Al-X-N新型涂层技术已获得9项专利且全部为发明专利。PVD涂层产品硬度高于40GPa，达到超硬效应。在1100℃下空气气氛中氧化10小时后，涂层仍未完全氧化。在1100℃回火后，涂层的硬度仍能维持40GPa以上，与基体的结合强度超过90N。同期自主开发的CVD涂层α-Al2O3厚度达10微米，涂层结合力超过80N，加工铸铁切削速度可达500米。产品经用户使用对比，在模具加工行业已达到或超过了国际同类产品先进水平。
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