纳米尺度单晶铜材料表面切削特性分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究单晶铜材料表面纳米切削特性。通过对单晶铜纳米切削过程进行分子动力学建模、计算与分析,研究了不同切削速度及切削厚度对单晶铜材料表面纳米切削过程中微观接触区域原子状态和切削力变化的影响规律。研究结果发现：在单晶铜表面纳米切削过程中,切削速度越高,切屑堆积体积越大,切屑里原子的排列越紧密,位错缺陷分布区域越大;在同种切削速度下,切削厚度越大,在刀具前方堆积的切屑体积越大,位错缺陷越多。不同切削速度及切削厚度下,切削力曲线均在切削初期呈上升趋势,达到稳定切削状态后围绕稳定值进行波动,但在切削初期,切削速度及切削厚度越大,切削力上升幅度越大;达到稳定切削状态后,切削速度、切削厚度越大,切削力越大。     

易切削钢中夹杂物的纳米压痕表征

利用纳米压痕技术对钢中BN、MnS、Al₂O₃、TiN等夹杂物进行纳米压痕表征,详细讨论了BN夹杂物对钢的切削性能的改善作用,并分析了纳米压痕表征及宏观硬度测量的误差.研究表明:铸态BN夹杂物硬度低于MnS夹杂物,锻造态BN夹杂物硬度高于MnS夹杂物,三者均远低于钢基体;铸态与锻造态BN夹杂物均能在钢中起到应力集中源、润滑及包裹硬质点的作用,改善钢的切削性能;纳米压痕表征及宏观硬度测量均存在一定的误差.      

无铅易切削黄铜的研究进展(续)

2我国已授权或已公开的无铅易切削黄铜专利 唐吉苗等发明了一种含硅无铅易切削黄铜^[23]。合金成分的质量分数分别为铜80％-84％,硅2．5％-5．0％,砷0．02％～0．10％,杂质总量不大于0．05％,余量为锌。该合金具有良好的切削性能、力学性能和导电性能。     

超细晶粒Ti（C，N）基金属陶瓷刀具切削性能

利用真空烧结工艺制备了两组含有不同TiN成分的超细晶粒Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片,用不同的切削速度和进给量切削正火45钢,分析了刀具的耐用度、磨损和失效方式等切削性能.结果表明:高速切削时刀具的磨损形式以氧化磨损和扩散磨损为主;在高速进给量大的切削条件下,含TiN低的刀片切削性能好于TiN高的刀片;切削速度对刀具寿命的影响很大;进给量在切削速度较低时对刀具寿命的影响程度要大于切削速度较高时.     

新型陶瓷刀具的应用研究

本文详细研究了新型陶瓷刀具APW（Al2O3／SiCw／SiCp）系列的切削性能．研究结果表明：在加工不锈钢时,APW3的抗磨损能力好于APW1,而JX—1最差;在高速湿切削高温镍基会金Inconel718（GH169）时,APW1的抗磨损能力好于JX－1,而硬质合金刀具YG8（K30）最差;高速切削时必须使用切削液,由于切削温度对工件材料加工硬化和高温镍基合金Inconel718强度屈服拐点的影响而存在一个最佳的切削速度范围。     

高速钢刀具可控渗氮

测定了Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２高速钢的临界氮势ｒｃ和传质因子,提出了按氮势门槛值控制的可控渗氮工艺及按最优扩散条件可控渗氮曲线控制的可控渗氮工艺。成功地抑制了高速钢Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２渗氮层的脆性。试验表明Ｗ６Ｍｏ５Ｃｒ４Ｖ２高速钢车刀经过可控渗氮处理切削能力大幅度提高,加工中硬度、高韧度材料时,寿命提高几十倍,并能顺利切削硬度高达３７～３９ＨＲＣ的１８Ｃｒ２Ｎｉ４ＷＡ钢。     

刀片材质对半钢轧辊切削性能的影响

对５种不同刀片材质的刀具进行切削试验,研究了刀片的硬度、抗弯强度和红硬性对半钢轧辊切削工具的切削量及耐用度等性能的影响,得出Ｊ１１材质的刀具综合性能好,适于切削半钢轧辊。     

断屑槽槽背几何形状对车削钛合金的影响研究

为研究断屑槽槽背的几何形状对车削加工的影响,选用硬质合金和钛合金为研究对象,基于ABAQUS有限元软件建立三维切削仿真模型,通过单因素实验法研究了三种不同断屑槽槽背对切削力、切削热和切屑卷曲程度等的影响.结果表明:在实验参数的范围内,柱面型槽背刀具较单斜面型、斜面和柱面组合型槽背刀具的切削性能更好;柱面型槽背刀具切削所...     

高压CO2冷却切削高温合金GH4169的切削特性研究

以高压CO₂为冷源和切削液载体的冷却润滑加工技术，能有效改善难加工材料加工质量并具有环保优势，其工艺有待深入开发。结合CO₂热力学状态、流体运动方程以及传热模型，建立了各冷却加工参数之间的联系。基于有限元对高压CO₂冷却切削GH4169的过程进行计算与分析，考察各工艺参数对切削性能的影响。结果表明，相比干切和浇注式切削，CO₂介入后能明显改善切削力、切削温度以及表面残余应力。提高CO₂喷射压力可以降低切削力与温度，喷射角度和喷嘴半径对切削力和温度呈现非单调性变化，在一定范围内存在最佳值。适当增大喷射压力可促进切屑断屑。     

B和Si掺杂对CrAlN涂层结构和切削钛合金寿命的影响

目的 CrAlN涂层以其优异的抗氧化性能被广泛应用于切削刀具涂层领域，针对CrAlN涂层热稳定性较低，在超过900 ℃后会发生热分解，导致其力学性能显著下降的问题，通过B、Si共掺杂方法改善CrAlN涂层的性能。方法 采用阴极弧蒸发方法制备Cr0.42Al0.58N、Cr0.35Al0.59B0.06N、Cr0.37Al0.54Si0.09N涂层，借助X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、纳米压痕仪，通过划痕和切削实验研究B和Si掺杂对CrAlN涂层晶体结构、硬度、结合力、热性能和切削寿命的影响。结果 Cr0.42Al0.58N和Cr0.35Al0.59B0.06N涂层为单相立方结构，Cr0.37Al0.54Si0.09N涂层为立方和六方的两相结构;Cr0.42Al0.58N、Cr0.35Al0.59B0.06N、Cr0.37Al0.54Si0.09N涂层的硬度分别为(29.8±1.5)、(36.9±1.4)、(33.8±1.6)GPa，与基体的结合力分别为116.2、58.3、58.0 N;通过B和Si掺杂抑制了CrAlN涂层的热分解过程，Cr-N键的断裂起始温度由Cr0.42Al0.58N的1 000 ^oC提高到Cr0.35Al0.59B0.06N的1 200 ℃和Cr0.37Al0.54Si0.09N的1 100 ℃;在1 100 ℃下氧化15 h后，Cr0.42Al0.58N、Cr0.35Al0.59B0.06N、Cr0.37Al0.54Si0.09N涂层的氧化层厚度分别为2.38、1.80、0.53 μm。结论 通过B和Si掺杂提高了CrAlN涂层的力学性能、热稳定性和抗氧化性，其中CrAlBN涂层呈现出最优异的热稳定性和切削性能，CrAlSiN涂层的抗氧化性最佳。