2011-09-18

刀具測試-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

近年來，由於3C產品如印刷電路板等，為避免產品上的精密電路遭受污染，因此無法於產品加工時添加切削液降低刀工具及工件溫度，導致在高速切削、重切削及工件溫度攀昇極快的加工環境下，易產生高溫而致使刀具加速磨耗，降低其使用壽命，因而提高生產成本..利用射頻磁控濺鍍系統，於碳化鎢刀具及矽晶片基材上，沈積被覆高熵合金鍍膜，其鍍膜厚度以射頻磁控濺鍍系統控制在1-2μm之間以研究TiVCrZrAlN高熵合金在基材上的附著性、耐磨耗性，並探討薄膜微結構，由OM與SEM顯微鏡的觀察下可看出TiVCrZrAl氮化物薄膜的刀具進行高轉速與高進給的切削條件下切削阻力比未披覆薄膜的小，切屑表面情況也較為平順刀具壽命因此而延長。

SEM顯微鏡拍攝披覆鍍膜附著於刀具表面情況

a.刀具鍍膜拍攝 b.SEM 1Kx下刀尖的附著情況 c. SEM 2Kx下刀尖的附著情況

刀具測試-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

切削參數表

切削參數
轉  速 1000rpm, 10000rpm, 30000rpm,50000rpm
進給率 100mm/rev，1000mm/rev，3000mm/rev，5000mm/rev
進刀深度 0.03mm

下圖為未披覆TiVCrZrAl硬質薄膜在轉速1000rpm進給100mm/rev工件的表面情況與刀具的磨耗。

刀具測試-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

下圖為披覆TiVCrZrAl硬質薄膜在轉速1000rpm進給100mm/rev工件的表面情況與刀具鍍層磨耗

刀具測試-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

下方為轉速10000rpm進給1000rev/min切屑圖
a.為披覆鍍膜刀
b.沒有披覆鍍膜刀具

刀具測試-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

下方為轉速50000rpm進給5000rev/min切屑圖
a.為披覆鍍膜刀具
b.沒有披覆鍍膜刀具

刀具測試-高熵合金氮化物薄膜被覆於超硬刀具

碳化鎢刀具經過TiVCrZrAl氮化物薄膜濺鍍沉積於刀具，切削於無潤滑明顯由OM與SEM顯微鏡的觀察下可看出TiVCrZrAl氮化物薄膜的刀具進行高轉速與高進給的切削條件下切削阻力比未披覆薄膜的小，切屑表面情況也較為平順刀具壽命因此而延長。

皺褶數越多，表示切削阻力愈大，因為排屑不銳利，造成拉扯，故切削呈片狀或不規則狀，故藉由SEM觀察未披覆TiVCrZrAl高熵合金氮化物薄膜的刀具所切削之切屑皆有上述現象，顯然切削性比有披覆TiVCrZrAl高熵合金氮化物薄膜的刀具差。

底部