Al_2O_3/Ti(CN)复合刀具材料的制备及切削性能研究

利用热压烧结工艺制备出Al2 O3 /Ti(CN)复合陶瓷刀具材料。测得该材料的平均抗弯强度为 82 0MPa ,平均断裂韧性为 7.4MPa·m1/ 2 ,维氏硬度为 2 0 .4GPa。通过与陶瓷刀具材料LT5 5、SG4的切削性能进行对比试验 ,发现其连续切削淬硬钢的性能高于SG4,但耐磨性能比LT5 5稍低 ,是一种适合连续切削铸铁与淬硬钢、尤其适合断续切削淬硬钢的刀具材料。     

纳米金属陶瓷刀具在绿色制造中的应用

以纳米TiN(3 0～ 5 0nm)改性金属陶瓷刀具为研究对象 ,通过实验测得该刀具物理性能及其在较高切削速度 (Vc =2 0 0m/min以上 )下干切削 45钢时的切削性能     

Al_2O_3-20%TiB_2/Al_2O_3-20%TiC对称型叠层陶瓷刀具的切削性能

以Al2O3为基体,以TiB2和TiC为增强相,通过粉末叠层以及热压烧结工艺制备了Al2O3-20%TiB2/Al2O3-20%TiC对称型叠层陶瓷刀具材料,对其抗弯强度与断裂韧度进行了测试,采用该材料刀具对淬火45钢进行高速切削试验,并与Al2O3-20%TiC陶瓷刀具的切削性能进行了对比。结果表明:对称型叠层陶瓷刀具材料的抗弯强度和断裂韧度分别为651 MPa和4.59 MPa·m1/2,比Al2O3-20%TiC陶瓷的分别提高了11 MPa和0.59 MPa·m1/2;对称型叠层陶瓷刀具的切削力和磨损均较小,切削性能明显优于Al2O3-20%TiC陶瓷刀具的。     

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。     

淬硬45钢车削加工的研究

"以车代磨"切削加工淬硬材料,经济优势明显。使用涂层硬质合金刀具材料车削淬火45钢,合理的刀具几何参数,恰当的切削用量,是保证车削顺利实现的关键。实验证明,使用涂层硬质合金刀具,采用较高的切削速度,吃刀深度ap≤0.1mm、进给量f≤0.1mm时,车削淬火45钢可以达到表面粗糙度R≈0.2～0.5μm,刀具耐用度与车削非淬火钢时相当,可以代替磨削加工。     

表面织构陶瓷刀具切削性能研究

采用激光在Al2O3/TiC陶瓷刀具前刀面加工出不同的表面织构,制备出纳米织构陶瓷刀具及微纳米复合织构自润滑陶瓷刀具,并与传统陶瓷刀具进行干切削45淬火钢试验比较.结果表明:纳米织构陶瓷刀具不能够有效降低切削力、改善刀具黏结现象,但是可以减小刀具前刀面磨损凹坑,减少磨粒磨损;微纳米复合织构自润滑陶瓷刀具能够有效降低切削力,减小刀具磨损,改善刀具的切削性能.     

PCBN刀具切削淬火钢的试验研究

本文通过ＰＣＢＮ刀具和硬质合刀具车削淬火钢的试验证明：与硬质合金刀具相比，ＰＣＢＮ刀具具有低切削力，低表面粗糙度，高耐用度等优越的切削性能，实验中还发现，利用ＰＣＢＮ刀具切削淬火钢时不产生积屑瘤，同时可实现以车代磨。     

陶瓷刀片的性能

淬硬钢(HRC40～62)及铸铁(HB240kgf/mm~2)旋转体工件的精加工和半精加工,一般都用车削工艺,刀具用 T30K4,T15K6,BK6,BK8硬质合金车刀(刀片以焊接或机械固定),但是切削速度只能为未淬火结构钢件切削速度的1/2～1/6.而且刀具寿命极短。为寻找新的耐磨刀具材料,苏联正式生产了陶瓷切削材料B3,BOK-60,BOK-63。同时对这些材料的切削性能也进行了广泛的研究。对陶瓷刀片 B3,BOK-60,BOK-63的磨损起着     

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。     

不同晶型纳米氧化锆增韧氧化铝基陶瓷刀具材料研究

利用不同晶型纳米氧化锆的相变增韧和纳米颗粒的增韧作用来提高氧化铝基体的综合力学性能。研制成功了纳米ZrO2增韧氧化铝基陶瓷刀具材料A15Zc和A20Z(c+m),在其最佳烧结工艺条件下,A15Zc和A20Z(c+m)材料的抗弯强度、断裂韧度和维氏硬度分别为812.83MPa、5.5MPa.m1/2、16.68GPa和869.48MPa、5.85MPa.m1/2、16.09GPa。刀具的主要增韧机理是相变增韧、裂纹偏转、裂纹弯曲和纳米颗粒的桥连等。