低温冷冻柜对TiAlN涂层刀具的处理应用

　　刀具技术的不断进步促进切削加工工艺的发展。为了获得更高的刀具寿命，刀具涂层技术日益受到工业界的重视。TiAlN涂层因具有较高的表面硬度、良好的化学稳定性、耐磨性和耐热性，能够提高刀具寿命，已开始广泛应用于难加工材料的切削加工。

　　

　　面对难加工材料切削加工时切削力大、切削温度高和加工硬化严重等难题，为保证刀具拥有足够寿命，TiAlN涂层刀具仍需进行进一步强化处理。而低温冷冻柜的深冷处理作为一种非破坏性的材料改性技术，可应用于刀具强化后处理工艺，提高刀具材料的力学及切削性能。

　　

　　深冷处理以液氮等为制冷剂将材料在低温下进行处理。一般将试样在低温冷冻柜内以一定冷却速度从室温冷却到低于-100℃的环境。在此温度下保温一段时间，再以一定升温速度恢复到室温，然后进行回火处理。

　　

　　目前，深冷处理已被应用于高速钢和硬质合金等刀具材料的后处理强化工艺。FirouzdorV.等对M2高速钢刀具进行深冷处理，发现深冷处理后马氏体中析出弥散分布的超细碳化物，使刀具的硬度得到提高。

　　

　　SilvaF.J.等研究了深冷处理对高速钢刀具寿命的影响，发现深冷处理过程中残余奥氏体向马氏体转变，提高了高速钢的强度和硬度，结果表明，深冷处理可提高高速钢刀具寿命65%~343%。

　　

　　此外，N.A.等对硬质合金刀具的深冷处理工艺进行了研究，发现深冷处理促进了硬质合金中η相碳化物的生成，这些细小的碳化物颗粒均匀分布在硬质合金基体中，使刀具基体变得更加致密，从而可提高刀具的硬度和耐磨性。

　　

　　研究发现，深冷处理后α-Co向ε-Co的转变可以减小刀具在切削过程中的磨料磨损、扩散磨损和粘着磨损，使刀具寿命提高。