TiAlVN和CrAlVN涂层的成分设计及其热性能、自润滑和切削性能研究

项目名称： TiAlVN和CrAlVN涂层的成分设计及其热性能、自润滑和切削性能研究

项目编号： No.51371201

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 一般工业技术

项目作者： 陈利

作者单位： 中南大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 目前常用的TiAlN和CrAlN涂层已不能满足高速切削加工对其热性能的要求，因此，有必要开发具有更高热性能或低摩擦系数的涂层材料来改善刀具涂层的性能。基于此，本项目拟通过在TiAlN和CrAlN涂层中添加V元素改善其热稳定性，同时利用含V涂层在切削过程中的自润滑效应降低切削区域的温度，改善涂层刀具的切削性能。首先耦合第一性原理和分子动力学预测TiAlVN和CrAlVN的结构和性能，结合相关实验对其验证，并为四元涂层的成分设计提供一种简便通用的方法。然后以理论计算获得的成分为指导制备涂层，研究TiAlVN和CrAlVN涂层微结构和力学性能，探索最佳涂层制备工艺；结合高温摩擦磨损试验和抗氧化性能研究揭示含V涂层的自润滑机理；研究涂层的热稳定性，获得兼具自润滑效应和高热稳定性的涂层，并对其进行切削应用评价。本研究将为高性能TiAlXN和CrAlXN四元涂层的设计、开发与应用提供指导。

中文关键词： TiAlVN涂层；CrAlVN涂层；第一性原理；自润滑效应；多层涂层

英文摘要： The thermal properties of TiAlN and CrAlN coatings, which are widely applied in cutting tools, do not meet the demand of high speed machining. Therefore, the coatings with optimized thermal properties or low frictional coefficient in general are needed. H

英文关键词： TiAlVN coating；CrAlVN coating；the first principles；self-lubrication；multilayer coating