2011-09-18

刀具测试-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

近年来，由於3C产品如印刷电路板等，为避免产品上的精密电路遭受污染，因此无法於产品加工时添加切削液降低刀工具及工件温度，导致在高速切削丶重切削及工件温度攀升极快的加工环境下，易产生高温而致使刀具加速磨耗，降低其使用寿命，因而提高生产成本..利用射频磁控溅镀系统，於碳化钨刀具及矽晶片基材上，沈积被覆高熵合金镀膜，其镀膜厚度以射频磁控溅镀系统控制在1-2μm之间以研究TiVCrZrAlN高熵合金在基材上的附着性丶耐磨耗性，并探讨薄膜微结构，由OM与SEM显微镜的观察下可看出TiVCrZrAl氮化物薄膜的刀具进行高转速与高进给的切削条件下切削阻力比未披覆薄膜的小，切屑表面情况也较为平顺刀具寿命因此而延长。

SEM显微镜拍摄披覆镀膜附着於刀具表面情况

a.刀具镀膜拍摄 b.SEM 1Kx下刀尖的附着情况 c. SEM 2Kx下刀尖的附着情况

刀具,数控铣刀,测试-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

切削参数表

切削参数
转 速 1000rpm, 10000rpm, 30000rpm,50000rpm
进给率 100mm/rev，1000mm/rev，3000mm/rev，5000mm/rev
进刀深度 0.03mm

下图为未披覆TiVCrZrAl硬质薄膜在转速1000rpm进给100mm/rev工件的表面情况与刀具的磨耗。

刀具,数控铣刀,测试-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

下图为披覆TiVCrZrAl硬质薄膜在转速1000rpm进给100mm/rev工件的表面情况与刀具镀层磨耗

刀具,数控铣刀,测试-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

下方为转速10000rpm进给1000rev/min切屑图
a.为披覆镀膜刀
b.没有披覆镀膜刀具

刀具,数控铣刀,测试-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

下方为转速50000rpm进给5000rev/min切屑图
a.为披覆镀膜刀具
b.没有披覆镀膜刀具

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碳化钨刀具经过TiVCrZrAl氮化物薄膜溅镀沉积於刀具，切削於无润滑明显由OM与SEM显微镜的观察下可看出TiVCrZrAl氮化物薄膜的刀具进行高转速与高进给的切削条件下切削阻力比未披覆薄膜的小，切屑表面情况也较为平顺刀具寿命因此而延长。

皱褶数越多，表示切削阻力愈大，因为排屑不锐利，造成拉扯，故切削呈片状或不规则状，故藉由SEM观察未披覆TiVCrZrAl高熵合金氮化物薄膜的刀具所切削之切屑皆有上述现象，显然切削性比有披覆TiVCrZrAl高熵合金氮化物薄膜的刀具差。

底部