YT15硬质合金成形铣刀的金刚石涂层制备及应用研究北大核心

针对YT15硬质合金B212型成形铣刀片,采用两种不同的化学试剂对硬质合金基体预处理,以热丝化学气相沉积的方法沉积微米级金刚石薄膜。以65%高体分SiC颗粒增强铝基复合材料为试件材料,对比考察了金刚石薄膜涂层成形铣刀与未涂层硬质合金铣刀的切削特性,从而对铣刀的涂层效果进行评价。结果表明:经预处理后的YT类硬质合金表面粗糙度较YG类减小约10%,以平行布置热丝方式和现有的沉积工艺涂覆的金刚石薄膜均匀性较好;涂覆的金刚石薄膜在铣削过程中具有良好的附着强度,且经酸碱预处理及相应的涂层工艺较适合此类材料的粗加工,醇碱预处理方法较适合其半精加工;涂层刀具持续加工后的工件表面质量优于且稳定于未涂层刀具。     

CVD金刚石薄膜刀具加工SiC_p/Al的切削磨损研究

采用金刚石薄膜涂层刀具加工SiCp/Al复合材料，研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工件材料对金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律，同时研究了SiCp/Al复合材料切削加工性能。     

CVD金刚石薄膜刀具加工SiCp／Al复合材料的切削磨损研究

通过用CVD金刚石薄膜涂层刀具切削加工SiC颗粒增强基复合材料的试验,研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工件材料对CVD金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律,同时研究SiCp/Al复合材料的切削加工性能。     

CVD金刚石薄膜刀具加工SiC_p/Al复合材料时的切削磨损研究

通过用CVD金刚石薄膜涂层刀具切削加工SiC颗粒增强铝基复合材料的试验 ,研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工件材料对CVD金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律 ,同时研究了SiCp/Al复合材料的切削加工性能。     

铣削碳纤维复合材料刀具磨损试验研究

采用未涂层和CVD金刚石薄膜涂层两种硬质合金铣刀,对碳纤维复合材料进行铣削试验,使用3D激光扫描镜对刀具磨损形貌和磨损量进行测量,分析了刀具的磨损机理和切削用量对刀具磨损的影响。试验结果表明：后刀面磨损是两种刀具的主要磨损形式,磨损机理为磨料磨损,未涂层硬质合金铣刀同时存在着刀具破损现象;切削速率和背吃刀量对刀具后刀面的磨损影响较为显著;未涂层与CVD金刚石薄膜涂层硬质合金铣刀相比较,后刀面的磨损量保持在2．3—3．8倍之间,从刀具的耐磨性考虑,CVD金刚石薄膜涂层硬质合金铣刀可以用于碳纤维复合材料的生产加工。     

CVD金刚石薄膜刀具加工SiCp/Al的切]削磨损研究

采用金刚石薄膜涂层刀具加工SiCp/Al复合材料，研究了切削参数、刀具材料、刀具几何参数和工作材料对金刚石薄膜涂层刀具磨损的影响规律，同时研究了SiCp/Al复合材料切削加工性能。     

金刚石涂层微铣刀的铣削加工试验

为了掌握金刚石涂层对其铣削性能的影响,针对直径为50 μm级的硬质合金微铣刀,进行了金刚石涂层与未涂层硬质合金微铣刀具微槽铣削试验。通过使用线电极电火花磨削技术制备出直径为50 μm级的D形微铣刀,采用金刚石涂层和未涂层刀具在纯铜工件上开展微槽铣削工艺试验;使用白光干涉仪、超景深显微镜等仪器来观测微槽表面形貌、粗糙度等随铣削距离变化的规律,分析金刚石涂层对硬质合金微铣刀铣削加工质量的影响。结果表明：采用金刚石涂层刀具加工的微槽具有较少的毛刺,表面粗糙度值约为未涂层刀具铣削的粗糙度值的1/2,并且能够在一定距离内保持稳定的槽宽、粗糙度值和侧面形貌。     

不同涂层的硬质合金菱齿立铣刀铣削CFRP的性能研究

碳纤维复合材料(CFRP)是典型的难加工材料,工件加工表面质量差、刀具寿命短是最突出问题。硬质合金菱齿立铣刀每个刀齿上均有右旋刃和左旋刃,在铣削CFRP时能有效抑制工件表面毛刺、撕裂等现象的发生,解决了工件加工表面质量差的问题。铣削CFRP时,如何提高刀具使用寿命是非常急迫的问题。本文选用不同涂层的硬质合金菱齿立铣刀在相同切削条件下对CFRP进行铣削加工,对工件加工表面质量、刀具寿命和刀具磨损进行分析,旨在找到铣削加工CFRP合适的硬质合金刀具,更好地解决CFRP的切削加工难题。     

铣削玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板实验研究

以玻璃纤维/碳纤维芳纶纸蜂窝板铣削试验为基础,研究了3种不同刀具和不同铣削宽度对刀具磨损和工件加工质量的影响。结果表明:随着铣削宽度的增加,刀具磨损都随之增加。其中,硬质合金铣刀磨损最严重,磨损量远大于金刚石涂层刀具。在切削参数相同的条件下,硬质合金铣刀的切削效果最差,而人字形和菱齿CVD金刚石薄膜涂层铣刀的切削效果明显改善,前者玻璃纤维的切削效果最好,后者碳纤维的切削效果最佳。     

SiC_p/Al复合材料高速铣削加工表面质量及切屑形成机制

使用聚晶金刚石(PCD)刀具,对碳化硅颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al)进行高速铣削加工,研究了加工表面质量及切屑的形成机制。结果表明:刀具进给波纹、工件材料塑性侧流、刀具-工件相对振动和增强颗粒去除过程留下的孔洞、微裂纹、基体撕裂等是SiCp/Al复合材料高速铣削加工表面的主要形成机制;增大切削速度、使用冷却液、降低增强颗粒体积分数、减小增强颗粒尺寸均有助于提高加工表面质量;切屑形态为不均匀锯齿状,增强颗粒体积分数、热处理状态等对切屑形成有显著影响,绝热剪切、孔洞/微裂纹动态形成和扩展是切屑的主要形成机制。     

工件材料特性对SiC_p/Al复合材料高速铣削加工性的影响

使用聚晶金刚石刀具(PCD),在切削速度为1 200 m/min下,研究了增强颗粒体分比与尺寸、热处理状态和冷却方式等对SiC p/2009Al复合材料高速铣削加工性的影响。结果表明:减小体分比或使用冷却液有助于明显改善SiC p/2009Al复合材料高速铣削加工性。材料经热处理后,加工表面质量明显提高,但切削力显著增大、刀具耐用度明显降低、切屑锯齿形更加明显。体分比一定时,在一定程度范围内增大增强颗粒尺寸有助于降低切削力和切削温度、延长刀具耐用度,但加工表面质量有所下降。     

CVD金刚石涂层刀具高效铣削天然理石的切削特性实验研究

为研究天然理石切削过程中刀具切削力与切削质量变化特性,利用CVD金刚石薄膜涂层刀具和未涂层硬质合金刀具进行高效铣削实验。基于刀具-工件几何接触关系,推导铣削力数学模型,分析不同类型刀具切削力、工件表面粗糙度随切削参数和切削时间变化特性。研究表明:金刚石涂层刀具切削力明显小于未涂层硬质合金刀具,2种类型刀具的切削力随切削参数的变化特征基本相同;随着切削时间的增加,刀具切削力变化分为4个阶段:初始磨合阶段、稳定阶段、过渡阶段和刀具磨损加剧阶段。金刚石涂层刀具切削磨合期和稳定期持续时间为未涂层刀具的3.5倍,切削力和工件表面粗糙度变化比较平稳;未涂层刀具切削平稳期持续时间很短,切削力增长趋势明显,且在切削力增长后期工件表面粗糙度达到2.5μm。     

SiCp/Al多相材料的切削加工

SiCp/Al是具有优良物理、机械性能的难加工多相材料。为解决加工SiCp/Al材料时刀具磨损快、表面质量差的问题,通过对SiCp/Al切削表面形成机理及刀具磨（破）损机理的分析,采用常规硬质合金刀具材料设计了加工SiCp/Al的新型引导光整刀具,并用传统工艺设备进行了切削试验。结果表明,新型刀具可显著提高刀具耐用度和加工表面质量。     

SiCp/Al多相材料的切削加工

SiCp/Al是具有优良物理、机械性能的难加工多相材料。为解决加工SiCp/Al材料时刀具磨损快、表面质量差的问题,通过对SiCp/Al切削表面成形机理及刀具磨(破)损机理的分析,采用常规硬质合金刀具材料设计了加工SiCp/Al的新型引导光整刀具,并用传统工艺设备进行了切削试验,结果表明,新型刀具可显著提高刀具耐用度和加工表面质量。     

金刚石涂层刀具铣削高硅铝合金的性能研究

选用未涂层、TiAlN涂层及金刚石涂层整体硬质合金两刃平头立铣刀,在相同切削参数下进行高硅铝合金的高速铣削加工试验。试验结果表明:金刚石涂层铣刀具有良好的耐磨性,在切削过程中刀刃磨损均匀缓慢,刀具使用寿命长,加工表面粗糙度值稳定性好,是铣削高硅铝合金的理想刀具。     

T6热处理对SiC_p/Al复合材料高速铣削加工性的影响

使用聚晶金刚石(PCD)刀具,在切削速度为1200m/min下对碳化硅颗粒增强铝基(SiCp/Al)复合材料进行铣削加工试验,研究SiCp/Al复合材料经T6热处理后对其高速铣削加工性的影响。结果表明:经T6热处理后,切削力/切削温度明显高于未热处理材料,切屑锯齿形明显,加工过程不稳定性增加,刀具承受冲击作用增大,导致PCD刀具发生较严重的崩刃、剥落、冲击裂纹等磨损形式,从而刀具使用寿命显著低于高速铣削未热处理材料。T6热处理材料高速铣削表面粗糙度Ra/Rz值一般低于未热处理材料,其加工表面变质层深度也显著低于未热处理材料,加工表面存在较少的坑洞、微裂纹、基体撕裂、基体涂覆等加工所致缺陷。     

SiCp/Al复合材料铣削加工工艺参数的优化实验研究

SiC颗粒增强铝基复合材料(SiCp/Al复合材料)因具有优良的力学性能而在航天航空、汽车等领域应用广泛.现采用硬质合金立铣刀在五轴联动加工中心对SiCp/Al复合材料进行铣削加工,通过正交试验,分析了主轴转速、进给量、切削深度对铣削力、表面粗糙度的影响;从材料去除率、加工表面质量等方面考虑,得到了所选参数范围内较优的铣削加工工艺参数组合:主轴转速5000 r/min,切削深度1 mm,进给量0.02 mm/z.     

高硅铝合金的金刚石涂层刀具铣削损伤机理研究

高硅铝合金由于硅含量很高,故切削加工性较差,切削刀具极易磨损且已加工表面存在大量缺陷.为进一步研究材料加工损伤,采用化学气相沉积法制备了金刚石涂层铣刀,开展70％Si/Al(70％指质量分数)合金材料铣削试验.试验研究了铣削力、刀具磨损及加工损伤机理,并与常用TiN涂层铣刀进行了对比.结果 表明:铣削过程中由于初晶硅硬...     

高体积分数SiCp/Al复合材料小孔钻削的试验研究

碳化硅颗粒增强铝基(SiC_p/Al)复合材料由于其优异的物理机械性能,在航空航天、汽车和电子封装等行业具有巨大的应用潜力。但SiC_p/Al复合材料可切削加工性差,切削时刀具磨损剧烈,加工表面质量难以满足生产要求,其推广应用受到了极大的限制。随着SiC_p/Al复合材料在高速车削、高速铣削、窄槽铣削等方面不断获得技术突破,小直径孔的钻削和螺纹加工技术成为产品研制和生产中的瓶颈。针对高体积分数SiC_p/Al复合材料2mm直径小孔钻削开展试验研究,采用金刚石涂层硬质合金钻头和啄钻工艺方法,研究钻削力、刀具磨损和钻孔质量,对比了干湿两种啄钻方法对钻削工艺的影响。     

金刚石涂层刀具微细铣削硬质合金的试验研究

硬质合金由于其优良性能被应用于精密模具和耐磨、耐腐蚀零件,是典型的难加工材料。CBN、金刚石等超硬刀具的出现,使得直接切削加工硬质合金成为可能。本文采用金刚石涂层刀具进行微细铣削硬质合金的试验研究,分析了加工过程中的切削力、表面质量以及刀具磨损。