基于固体润滑剂与原位反应双机制自润滑陶瓷刀具

采用真空热压烧结工艺,以Al2O3/TiB2为基体、CaF2为添加剂制备了Al2O3/TiB2/CaF2(ABF)自润滑陶瓷刀具,并对其进行了摩擦磨损试验和淬硬钢干切削试验。在摩擦磨损试验过程中,测定了4种不同CaF2含量的ABF陶瓷材料样品。摩擦磨损试验结果表明,ABF材料的平均摩擦因数随着CaF2含量的增加而减小,这是因为固体润滑剂CaF2在磨损过程中生成的润滑膜起到了一定的减摩作用。将ABF刀具和普通陶瓷刀具(AG2)在120 m/min切削速度下对45淬硬钢进行干切削试验,切削试验结果表明,ABF前刀面的平均摩擦因数比AG2陶瓷刀具前刀面的平均摩擦因数要显著偏小,主要原因是ABF自润滑陶瓷刀具在高速切削时,固体润滑剂CaF2和自身TiB2的原位反应同时生成了润滑膜,这种双重机制下生成的润滑膜具有极佳的润滑性能,其润滑效果随温度和切削速度的增加而显著提高。     

陶瓷刀具的应用及效果

陶瓷刀具材料具有许多优异的物理化学和机械性能,适合于加工淬火钢、冷硬铸铁、硼合金铸铁、高铬铸铁、高镍铸铁、铝合金、钨基合金、钢结硬质合金和热喷焊涂层材料等。据有关资料介绍,陶瓷刀具不但适合车削,而且也适合于铣削,切削速度比硬质合金高近1倍,耐用度高4～9倍,工序劳动减少量为40％左右。我国的陶瓷刀具材料的研究和应用,近几年来有较大的进展,例如,中南矿冶学院研制湖南冷水江市陶瓷工具厂生产的AG 2刀片,具有高强度、     

纳米改性Al_2O_3/TiB_2/CaF_2自润滑陶瓷刀具的切削试验研究

以纳米CaF_2作为固体润滑剂制备了3种CaF_2含量不同的纳米改性Al_2O_3/TiB_2/CaF_2自润滑陶瓷刀具对45钢和40Cr进行切削试验。研究CaF_2含量对前刀面摩擦因数及刀具切削性能的影响,总结了切削温度与切削功率的关系;通过扫描电镜(SEM)观察了刀具前、后刀面的磨损形貌,证明了纳米改性自润滑陶瓷刀具的自润滑性能。结果表明,刀具材料中的CaF_2含量和切削温度对自润滑刀具的自润滑性能都有影响。在45钢切削试验中,切削温度较高,刀具CaF_2含量与刀具的材料切削总量成反比。在40Cr切削试验中,切削温度较低,与ATF1陶瓷刀具相比,CaF_2含量较高的ATF5、ATF10陶瓷刀具在切削过程中刀具前刀面摩擦因数显著降低,其中用CaF_2含量最高的ATF10陶瓷刀具得到的材料切削总量最高,表现出了明显的自润滑性能和最好的切削性能。     

高温自润滑陶瓷刀具材料及其切削性能的研究

以TiB2为添加剂,Al2O3为基体,制备了Al2O3/TiB2陶瓷刀具材料。以该陶瓷刀具对淬硬钢进行高速干切削试验,利用其在切削高温作用下的摩擦化学反应,在刀具材料表面原位生成具有润滑作用的反应膜,从而实现Al2O3/TiB2陶瓷刀具材料本身的高温自润滑。研究了Al2O3/TiB2陶瓷刀具在切削高温作用下刀具表面的摩擦化学反应机理,分析了刀具表面自润滑膜的组成结构。结果表明：Al2O3/TiB2陶瓷刀具在干切削淬硬钢时,当切削速度大于120 m/min时,开始表现出高温自润滑性能。自润滑膜的组成为Al2O3/TiB2陶瓷刀具中TiB2的氧化产物,它能在刀具表面起到固体润滑剂的作用,进而降低前刀面的摩擦因数,减轻刀具的粘着磨损,提高刀具的耐磨性能,具有良好的减摩和抗磨作用。     

陶瓷刀具的发展

一、陶瓷刀具在工业上的应用1.加工高速钢以某厂为例,用陶瓷刀粗车高速钢钻头毛坯外圆((?)18～54),硬度 HB205～250。该厂每年有100多万支多种规格的钻头需要用陶瓷刀加工,陶瓷刀年用量也上万片。因为钻头毛坯是由高速钢和45钢焊接起来的,采用硬质合金刀具加工,打刀严重,刀具寿命低,加工精度达不到要求,严重影响     

陶瓷刀精车超高强度调质钢

自1913年英国研制出陶瓷刀具材料以来,由于陶瓷刀具抗弯强度低,性能不稳定,一直没有得到广泛的应用。但是,这种刀具材料又有其它刀具材料所不能比拟的优越性: 1.常温硬度高,耐磨性好。 Al_2O_3陶瓷刀的常温硬度为HRA92～95,但在切削某些高硬度材料时,在相同切削条件下,Al_2O_3陶瓷刀的磨损值,仅为YT15硬质     

陶瓷车刀切削抗磨铸铁时各种因素对表面粗糙度的影响

陶瓷刀片具有高温硬度高、耐磨性和化学惰性好的特点,它适合于在较高切削温度下进行高速切削。适用于淬硬钢和冷硬铸铁等硬脆性材料的加工,并可获得较好的稳定尺寸,因此被国外视为八十年代的刀具材料。我国陶瓷刀具应用面还不广,因此通过试验,选择较合适的切削用量和较合理的刀     

快速万能车刀

一、刀具特点(如图) (1)该刀具由可变刀盘和刀杆两部分组成。 (2)刀片材料采用YT或YG硬质合金;可变刀盘和刀杆材料采用45钢。     

氮化硅陶瓷刀具加工淬硬钢

近年来,国内外为加工淬硬钢和其它高硬度、高耐磨性材料,都在研制新型的超硬刀具材料。国内目前己初步研制成的超硬刀具材料有碳化钛基硬质合金、氧化铝基陶瓷,聚晶立方氮化硼等。但这类超硬刀具材料的抗弯强度、耐热和耐磨性能还存在着一些不足之处。氮化硅陶瓷作为金属切削刀具,具有以下四方面的特性: 1.基体硬度高、耐磨性好 据有关资料报导,用气相沉积法制造的晶态Si3N4的显微硬度可达5000,它仅次于金刚石和立方氮化硼,但却高于碳化钨、碳化钦和氧化铝。所以Si3N4 陶瓷刀具比硬质合金和氧化铝基陶瓷刀具有更高的切削性能。 2.抗弯强度…     

多元梯度自润滑陶瓷刀具材料的研制

针对均质自润滑陶瓷刀具材料不能合理兼顾减摩性能及耐磨性能的难题,运用功能梯度材料的设计思想研制出一种梯度自润滑陶瓷刀具材料。这种新型自润滑刀具材料的特征是固体润滑剂由其表层向内层梯度减少,并且材料表层存在残余压应力。提出多元梯度材料的组成分布模型,按该模型得出的组分梯度设计结果,采用粉末叠层铺填与真空热压烧结工艺制备Al2O3/TiC/CaF2梯度自润滑陶瓷刀具材料。该梯度自润滑陶瓷刀具材料的显微结构呈现出与组成分布一致的梯度变化,表层形成了残余压应力,其抗弯强度、硬度和断裂韧度分别比相应的均质材料提高了21%、16%和5.9%。材料强度的提高主要是由于CaF2由表层到中间层梯度减少,硬度和断裂韧度的提高归因于材料表层的残余压应力。以Al2O3/TiC/CaF2梯度自润滑陶瓷刀具和相应的均质自润滑陶瓷刀具对45钢进行干切削试验,结果表明,梯度刀具的耐磨性能优于均质刀具。     

新型AG2陶瓷刀片

AG2是以氧化铝为基的新型陶瓷材料,采用先进的生产设备和合理的生产工艺制得的新型AG2陶瓷刀片,经全国各地几百家机加工厂使用,证明它具有红硬性高、冲击韧性好、摩擦系数低等优点。适用于高硬度冷硬铸铁、淬火钢、钢结硬质合金、高强度钢、热喷焊涂层等材料的高速精加工、半精加工。可用于车削、铣削。在切削加工中,合理使用AG2     

陶瓷刀

陶瓷刀具有许多独特优点,如高耐热性、很高的硬度和耐磨性能、良好的高温力学性能等,可以加工传统刀具很难加工甚至不能加工的超硬材料,有专家预测,陶瓷刀将成为21世纪最重要的刀具材料之一。     

陶瓷刀

陶瓷刀具有许多独特优点,如高耐热性、很高的硬度和耐磨性能、良好的高温力学性能等,可以加工传统刀具很难加工甚至不能加工的超硬材料,有专家预测,陶瓷刀将成为21世纪最重要的刀具材料之一。     

Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具切削过程中的减摩机理

在Al2O3/TiC陶瓷刀具基体内加入固体润滑剂CaF2来改善其摩擦学特性,制备出Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具.以该陶瓷刀具对45钢进行干切削试验,结果表明添加固体润滑剂的Al2O3/TiC/CaF2自润滑刀具的摩擦因数比未添加固体润滑剂的Al2O3/TiC陶瓷刀具显著降低,表现出了良好的减摩效果.在切削过程中,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具中的固体润滑剂由于受到摩擦和挤压作用而析出,能在刀具前刀面上形成润滑膜,可阻止刀-屑间的粘着,显著降低前刀面与切屑间的平均摩擦因数.对自润滑陶瓷刀具切削后磨损表面显微分析表明,前刀面在切削过程中形成了自润滑膜的生成、破损、脱落和再生的循环过程.因此,Al2O3/TiC/CaF2自润滑陶瓷刀具在其整个生命周期内始终具有润滑效果.     

SECOMAX新型刀具

Seco公司近日推出一种高性能PCBN刀片，其商业名称为SECOMAX。该刀片性能优良，其抗热性、抗氧化及韧性指标均适合加工淬硬钢、珠光体灰铸铁以及可锻铸铁等材料。其中抗热性能是陶瓷刀具的两倍（在切削温度为1200℃时）。采用SECOMAX刀具加工淬硬钢螺纹滚丝板牙时，可代替粗磨工序，其加工时间可以从2小时减至10分钟，工件表面精度比粗磨工艺好。该刀具在加工刹车片（珠光体灰铸铁材料）时，陶瓷刀具每刃小时只能加140片，而SECOMAX刀具每小时可加12000片，其刀具寿命延长了约50倍，节约了大量的换刀时间，提高了加工产量。SECO…     

一种Al2O3基陶瓷刀具的切削性能研究

采用热压工艺制备了一种Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具材料,对其进行了切削性能试验,分析了其切削磨损机理并比较了三种陶瓷刀具的切削性能。试验结果表明,在切削淬硬45^#钢和铸铁时,Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具的耐磨性与Al2O3／TiC陶瓷刀具接近,但明显高于Al2O3／TiC／CaF2自润滑陶瓷刀具;Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具的后刀面磨损量随切削速度和背吃刀量的增加而增大。SEM分析发现,在切削淬硬45^#钢和铸铁时Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具后刀面主要磨损形式为磨粒磨损。     

高速干车削钴基高温合金的陶瓷刀具磨损机理研究

针对难加工材料钴基高温合金GH605,采用Al2O3基和Sialon基陶瓷刀具进行高速干车削试验,分析在不同切削速度下的刀具后刀面磨损量、刀具磨损形式以及磨损机理.研究表明:Sialon基陶瓷刀具后刀面磨损量大于Al2O3基陶瓷刀具后刀面磨损量;Al203基陶瓷刀具主要磨损形式为前后刀面的正常磨损、前后刀面的非正常剥落和微崩刃,低切削速度时磨损机理主要为磨粒磨损、黏结磨损,高切削速度时还伴有氧化磨损;Sialon基陶瓷刀具磨损形式主要以破损为主.该研究可以为高速干车削钴基高温合金的高性能陶瓷刀具的设计、刀具寿命预测等提供理论指导.     

高韧性复合陶瓷刀具新材料

本项目研制了NC70M及CM55两种新型陶瓷刀具材料。活化金属粘结的Al_2O_3 Ti(C、N)复合陶瓷NC70M在抗弯强度高达1350MPa,MRA为94.8的情况下,其断裂韧性K_k值仍高达5.5MPam~(1/2),并能以100m/min的速度切削硬度高达HRC66的淬火轴承钢。这种材料的刀具切削高硬度淬火钢、高强度调质钢及普通钢的性能超过了国内各种陶瓷刀具及日本、美国的同类刀具。     

陶瓷刀具的性能和实际应用技术

随着现代科技的发展，各种高强度、高硬度工程材料越来越多地被采用，这给切削加工带来了很大的困难。传统的硬质合金刀具难以胜任或根本无法实现对这类材料的加工，而陶瓷刀具有很高的耐磨性、红硬性，可以实现对多种难加工材料（淬硬钢、冷硬铸铁、镍基高温合金等）进行高速切削，生产效率比普通硬质合金刀具高３～８倍。根据我们的使用情况，对性能优越的陶瓷刀具进行分析并与普通刀具进行对比，优化了加工工艺参数。陶瓷刀具的切削性能使用Si３N４基系列的陶瓷刀具，其优点如下：①高硬度：该种刀片的室温硬度值已超过了最好的硬质合金…     

陶瓷刀具的现状和前景

陶瓷刀具是从五十年代发展起来的一种新型刀具,它具有极高的耐热性和抗高温性、耐磨损的特性,主要应用于普通铸铁、淬硬钢和高强度钢等难加工材料的加王。我国从五十年代开始就进行了陶瓷刀具材料的研究,目前已能生产各系列多种牌号的陶瓷刀具,并已初步形成了年产