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摘要
目的解决硬质合金刀具高速干切削难加工材料面临效率低、寿命短的难题，提升刀具涂层的耐热能力，在AlCrSiN涂层中周期性植入AlCrON热屏障层，并在其两侧沉积AlCrN层进行包夹，改善含氧层的韧性，既能保持涂层刀具较高的强度，又能改善其耐热能力。方法采用全自动电弧离子镀膜机，研制具有不同调制周期的AlCrSiN/AlCrN/AlCrON/AlCrN多层复合涂层，分别利用划痕仪和纳米压痕仪测试多层复合涂层的力学性能，采用摩擦磨损试验机测试涂层的摩擦学性能，使用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和能谱仪（EDS）分析多层复合涂层的表面形貌、物相组成和化学成分。选用最佳调制周期工艺在硬质合金立铣刀表面沉积多层复合涂层，并与AlTiN涂层铣刀进行切削性能对比。结果当涂层调制周期为300nm时，涂层表面光滑致密，内部无明显的柱状晶粒，此时涂层的力学性能最佳，且摩擦系数和磨损率也最低。AlCrN涂层的包裹有效改善了AlCrON涂层的韧性和硬度，且随着调制周期的改变，涂层的力学性能和微观结构也随之变化。结论针对淬硬钢干切削，与AlTiN涂层铣刀相比，AlCrSiN/AlCrN/AlCrON/AlCrN多层复合涂层刀具的切削温度更低，使用寿命更长。
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