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在機械制造中，刀具材料對刀具切削性能和加工效率與質(zhì)量，具有決定性的作用。計算機集成先進加工系統(tǒng)的出現(xiàn)，各種難加工材料在不同行業(yè)的應用，高速切削和高效切削以及精密加工、綠色制造的不斷向前發(fā)展，對刀具特別是對刀具材料提出了全新的更高的要求。

自20世紀中期以後，工程材料中不斷出現(xiàn)和應用難加工金屬和非金屬材料。原用的刀具，如高速鋼、硬質(zhì)合金刀具等難以勝任其加工要求，於是超硬刀具材料便應運而生。

最早的超硬刀具材料只有金剛石和立方氮化硼（PCBN）兩種。人類從使用天然金剛石開始，後來研制成功人造金剛石和立方氮化硼，這兩種材料雖然已得到廣泛應用，但因其價格很高，成型和加工都頗為困難，加上金剛石刀具不能加工黑色金屬，應用推廣受到限制。

新型刀具材料CNx

近年來出現(xiàn)了一種新型刀具材料氮化碳。美國物理學家A.M.Lin和M.L.Cohen用分子工程理論，設計出新型超硬無機化合物CNx。根據(jù)體彈模量的計算，這種化合物可以達到接近甚至超過氮化硼和金剛石的硬度。

利用de反應磁控濺射工藝，國內(nèi)外的物理和材料科技人員能在不同的基體材料上沉積出CNx超硬薄膜。這種薄膜具有高硬度、高耐磨、低摩擦和強導熱等性質(zhì)，而且不與黑色金屬產(chǎn)生化學反應。

1.CNx薄膜的機械性能

國內(nèi)物理學家在高速鋼刀具和硬質(zhì)合金刀具上沉積CNx薄膜，其表面顯微硬度經(jīng)測量為4000?7200HV?？梢娖溆捕纫堰_到立方氮化硼的硬度，但稍低於人造金剛石的硬度。也有人曾用劃痕法測量過CNx薄膜涂層的附著力，驗證其達到了JB/T8365標準規(guī)定。

2.CNx表面涂層刀具的實驗

（1）CNx表面涂層高速鋼刀具的鉆削實驗

筆者用直徑Φ10.5mm的M2（W6Mo5Cr4V2）高速鋼麻花鉆，進行CNx表面涂層，涂層厚度3?5μm。用涂層前後的相同鉆頭在38CrNi3MoVA（經(jīng)過調(diào)質(zhì)，硬度為36?40HRC）高強度鋼上鉆孔，孔深為12mm。

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