梯度硬质合金金刚石涂层刀具的切削性能研究

梯度硬质合金是金刚石涂层产品新的基体材料.现场切削实验可有效、直观地评价金刚石涂层刀具的性能。采用梯度硬质合金金刚石涂层可转位刀片车削硅铝合金,研究切削参数对加工面质量及刀具磨损的影响。结果表明,梯度硬质合金金刚石涂层刀具加工的工件面粗糙度低、光泽度好且不黏刀。切削20min后,加工面粗糙度最佳值为1.57μm,刀具后刀面磨损为0.1mm,远小于失效判据VB=0.30mm,是很好的金刚石涂层产品基体材料。     

金刚石刀具化学磨损的预防

单晶金刚石刀具因其化学磨损严重,不适用于微切削加工铁基材料.为了保护金刚石刀具免受化学磨损,可将切削刀具沉积硬质涂层,以防止金刚石与工件材料直接接触.本研究则利用磁控溅射工艺在金刚石刀具上沉积TiN、TiAlN和AlN涂层.经过优化工艺参数,所沉积涂层的化学成分接近化学计量,表面非常光滑,晶粒很细,硬度高且附着强度大.虽然刃口半径因涂层略有增加,但对微切削加工来说仍可容忍.在试验切削条件下,与参比未涂层金刚石刀具相比,TiAlN涂层金刚石刀具磨损的减少高达50%.     

Al2O3／TiB2／SiCW陶瓷刀具加工镍基合金时的磨损机理研究

研究了Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣＷ陶瓷刀具加工Ｉｎｃｏｎｅｌ７１８镍基合金时的切削性能和磨损机理。结果表明；在低速切削条件下，Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２／ＳｉＣＷ和硬质合金刀具的抗后刀面磨损的能力相差不大；而在高速切削条件下，前者的抗后刀面磨能力远高于后者。     

PDC刀具切削硅铝合金的有限元模拟分析

根据主要部分工件材料测试数据,通过ansys／ls-dyna对PDC切削硅铝合金的模拟,采用自适应网格划分分离切屑,实际切削实验数据表明结果可靠。从工件受力和变形以及能量等的角度进行综合分析,硅铝合金在后刀面受压同时受到强烈的剪切作用,提出了改变刀尖角度和改变刀具受力布局使刀具磨损合理、提高工件表面质量的思路。     

自润滑陶瓷刀具切削过程中的减摩机理研究

采用热压法CaF2作为添加剂,Al2O3/TiC(LT55)作为基体制备出了自润滑陶瓷刀具,并对其进行了干切削试验.在切削过程中,在刀具前刀面上能形成自润滑膜,从而使刀具具有减摩性能.用扫描电镜观察了前刀面和后刀面微观结构.LT55在切削加工45钢时,Al2O3/TiC/CaF2(ATF)自润滑陶瓷刀具前刀面的平均摩擦系数比未添加固体润滑剂的LT55陶瓷刀具显著降低,其主要原因是在ATF自润滑陶瓷刀具的前刀面上形成了一层固体润滑膜,这层润滑膜可起到减摩作用.自润滑刀具在切削过程中,自润滑膜经历生成、破损、脱落、再生成的循环过程,因此,ATF自润滑陶瓷刀具在其整个生命周期内都具有自润滑效果.自润滑刀具后刀面不存在固体润滑膜,具有较明显的磨料磨损特征.     

粉末涂层陶瓷材料的切削性能及磨损机理

对粉末涂层陶瓷材料FTC1和FTC2的切兴旺性能进行了实验,并对其磨损机理进行了探讨。实验证明FTC1和FTC2完全可以作为刀具材料使用,并且在中低速度下切削调质45号钢和淬硬T10A工具钢时,FTC1和FTC2具有比YB01更好的切削性能。在切削淬硬T10A工具钢时,YB01的后刀面有明显的塑性磨损特征,而FTC1的后刀面的磨损主要是磨粒磨损和粘结磨损,FTC2的后刀面挤压磨损特征较明显。     

芳纶纤维复合材料切削性能与刀具选用

针对芳纶纤维复合材料的性能,进行了相应的车削、铣削和钻削基础工艺试验。结果表明,该材料呈现出切削力大、切削热不易散发、切削刀具磨损剧烈、树脂基材料影响切削性能、加工缺陷多,质量不稳定等切削性能;提出了相应切削刀具材料的选用原则,即应采用高硬耐磨的硬质合金或金刚石刀具材料进行切削;提出了车削、铣削、钻削加工该复合材料的刀具应具备的结构形式和几何参数。     

切削刃优化的高性能金刚石涂层钻头

近年来,在汽车工业中铝的加工量不断增加,相应地要求刀具能有效地完成这种加工.加工高硅铝合金需要金刚石涂层刀具这类高耐磨性切削刀具.高硅铝合金在铝基体中含有弥散的硅颗粒,从而造成刀具迅速磨损.但是,切削刃的金刚石涂层由于机械性碰撞硅颗粒而容易发生剥离.基于减少金刚石涂层中应力这一新理念,试图改变切削刃形状和金刚石膜厚,优化涂层钻头的结构.选择修磨形状和螺旋角作为优化钻头形状的参数.具有修磨负角和20°螺旋角的钻头表现出最好的耐用性能.根据上述结果,重新开发出一种结构优化的金刚石涂层钻头.对于钻削硅含量12～23%的高硅铝合金,其性能看来是令人满意的.     

PCD铣刨刀具完善了维特根旋转式刀具系列

正得益于最新的刀具结构设计及材料,PCD铣刨刀具尤其适用于面层修复。聚晶金刚石制造的刀尖,高度耐磨,具有超长使用寿命。纵向磨损轻微,确保铣刨面平整均匀以及持续的切削动力。PCD铣刨刀具很好地补充了现有传统碳化物刀尖刀具的产品范围,能够满足特殊应用工况的需求。PCD(聚晶金刚石)是由碳和碳化物合成的一种高精密材料。PCD刀尖由不同材料层构成:金刚石颗粒聚集的上表层、中间层以及碳化钨基底。PCD刀尖基本上就是带有金刚石镀层的碳化物刀尖。中间层是维特根     

含三元烧结助剂的氮化硅陶瓷刀具切削性能研究

利用三元烧结助剂MgO-Lu_2O_3-Re_2O_3(Re代表La、Gd、Er、Yb)对Si_3N_4陶瓷粉体进行热压烧结制成刀具,对一部分SN-Lu Yb样品再进行热处理,以使Si_3N_4陶瓷晶间玻璃相转变为结晶相。对以上所有样品进行断裂韧性、维氏硬度和XRD测试,然后在同工况下切削铸铁HT250。采用SEM和EDS分析切削后刀具的磨损表面形貌和元素成分。研究表明,利用三元烧结助剂MgO-Lu_2O_3-Re_2O_3烧结制备的Si_3N_4陶瓷样品完全满足切削刀具的使用要求,在切削铸铁HT250实验中,刀具磨损形式主要为磨粒磨损和粘结磨损,所有样品的切削寿命均超过了进口同型号Si_3N_4刀具,另外,经过热处理的SN-LuYb的切削寿命大幅提高了137%,说明晶间第二相对Si_3N_4陶瓷的抗磨损能力有决定性影响。