“苏集创”苏州大学创新成果推介(6)——高性能PVD涂层刀具

发布者:柳鑫发布时间:2022-06-28浏览次数:416

“苏集创”是依托苏州大学国家技术转移中心(苏州大学知识产权运营中心),紧密围绕苏州产业创新集群布局,以苏州大学等国内外知名高校、科研院所、技术创新中心的集成创新成果为标的,构建科技、产业、资本深度融合的成果发布平台。


本期向大家推介的是苏州大学机电工程学院张克栋副教授团队的项目:《高性能PVD涂层刀具》


张克栋,苏州大学机电工程学院 副教授,主要研究方向:绿色切削与精密加工;微纳织构;涂层刀具


《高性能PVD涂层刀具》

应用产业领域:新材料

技术成熟度:试生产

专利情况:

1、专利号ZL201910861046.5,促进热喷涂涂层膜基界面间机械和冶金结合的处理方法,已授权。

2、申请号201910331508.2,基体表面等离子体辅助激光织构化PVD涂层的制备方法,实质审查中。

3、申请号202111403641.8,一种纳米刀具涂层及其制备方法,实质审查中。


成果简介:

针对PVD涂层刀具膜基结合强度不足的问题,提出刀具基体表面等离子体/激光织构化增强PVD涂层结合强度的研究思路,重点研究等离子体/激光织构表面沉积PVD涂层的成形机理,从膜基间物理结合和化学键合角度,阐明基体表面等离子体/激光织构及其结构参数对PVD涂层膜基结合强度的影响,揭示等离子体/激光织构化PVD涂层刀具干切削难加工材料过程中界面损伤演变规律及其膜基界面强化机理,获得高膜基结合强度PVD涂层刀具,解决制约PVD涂层刀具在难加工材料高性能切削领域应用中的关键问题。


创新要点:

1.基于等离子体辅助激光的PVD涂层刀具基体表面织构的制备方法:将等离子体辅助激光加工技术引入涂层基体表面织构制备中,开发一种全新的涂层基体表面织构加工方法,实现精确控制基体表面织构的几何特征以及织构化基体材料特性、表面状态,补充和完善刀具表面织构加工的技术体系。

2.考虑物理结合和化学键合的膜基界面强化机理:探明等离子体/激光织构化对PVD涂层膜基间物理结合和化学键合界面的影响,建立PVD涂层与织构化基体的匹配关系模型,从理论上分析和优化基体表面织构化涂层膜基结合强度,揭示基体表面织构化PVD涂层刀具膜基界面强化机理。


技术指标:

1.基体表面织构采用等离子体辅助激光加工技术,加工精度100nm。

2.进行涂层基体表面织构化,保证涂层结合强度提高50%。

3.与传统PVD涂层刀具相比,织构化涂层刀具寿命提高30%。


其他说明:

▲等离子体刻蚀辅助飞秒激光技术的原理图与制备的图案结构


▲PVD涂层刀具表面形貌