硬质合金刀具高速干铣削Ti6Al4V刀具寿命研究及切削参数优化

Ti6Al4V是典型的难加工材料,切削效率低,刀具磨损严重。文章对硬质合金刀具在高速范围内干铣削Ti6Al4V进行了正交试验,获得了干切削状态下铣削刀具寿命的经验公式,并利用扫描电镜（SEM）和能谱分析（EDS）研究了铣削刀具的磨损形态和磨损机理,粘结、扩散及氧化是硬质合金刀具的主要磨损机理。最后,利用等寿命-效率响应曲面法,对硬质合金刀具在干切削状态下铣削Ti6Al4V的切削参数进行了优化,在效率不变的情况下,适当降低切削速度,增大切削深度,可以提高刀具寿命。试验刀具的切削参数优化结果为：切削速度40—60m／min、轴向切削深度0．5—1mm、径向切深7—10mm、进给量0．07—0．1mm／r,在建议切削参数下刀具寿命约在30—50min。     

钛合金Ti6Al4V超声波焊接研究

结合超声波金属焊接方法的特性和钛合金的焊接性分析,得出超声波金属焊接方法极其适用于钛合金薄片的焊接;通过扫描电镜观察和撕裂试验,对Ti6Al4V钛合金在不同焊接工艺参数下的焊接接头的横断面形貌及其力学性能进行了分析.结果表明:随着焊接时间的增长(即焊接能量的增大)接头横断面的削减程度增大,焊接时间是焊件质量的决定性因素;在1144.53N的静压力下Ti6Al4V钛合金的最佳焊接时间为125ms,其界面结合强度最高.     

Ti6Al4V钛合金切削性能模拟及响应面分析

为保证PCD刀具的使用寿命和加工精度,提高对Ti6Al4V钛合金的加工效率,对PCD刀具精车加工Ti6Al4V钛合金进行模拟仿真分析,并通过响应面分析法计算建立切削力和刀尖温度随刀具参数（前角γo、后角 αo、钝圆半径rε）变化的二次响应面数学模型。根据响应面模型方差分析和显著性检验证明响应面预测模型的有效性,分析PCD刀具精车加工Ti6Al4V钛合金时刀具参数对切削力和刀尖温度的影响从而获得最优刀具参数。结果表明：钝圆半径对切削力的影响最大,后角对刀尖温度的影响最大,适当增大前角、减小后角及钝圆半径能够有效降低切削力、刀尖温度;最终得出最优刀具参数组合为前角γo=12°、后角αo=7°和钝圆半径rε=0.04 mm。     

Ti6Al4V钛合金表面真空渗氧处理

目的在Ti6Al4V钛合金表层制备硬度高、耐磨性好的硬化层。方法结合真空技术,以高纯的O2为介质,在Ti6Al4V钛合金表面制备致密的渗氧硬化层,采用X衍射仪分析渗氧层的相组成,用金相显微镜观察渗氧层和磨痕组织,用显微硬度计测试渗氧层的显微硬度,用MM-U10A端面磨损试验机研究渗氧层的耐磨性。结果渗氧层物相主要由TiO_2、TiO、Ti_3Al及Al_2O_3组成,温度较低时,形成的渗氧层较薄,温度增加,渗氧层厚度迅速增加,硬度及耐磨性也随之增加。温度为760℃时,表面硬度为基体硬度的2.5倍以上,大于750HV,有效硬化层厚度达60μm以上,其磨损失重仅为未渗氧原样的1/4,表面磨痕细密,没有撕裂情况发生,渗氧层保持完整。温度继续增加,氧化物开始聚集长大,渗氧层组织开始变得疏松,硬度及耐磨性开始下降。结论 Ti6Al4V钛合金表面真空渗氧处理可显著提高其表面硬度,耐磨性改善明显。     

Ti—6Al—4V的激光辅助制造

激光辅助制造(LAM)是一种可望应用于钛航空部件的低成本制备技术。美国学者首次研究了沉积态的Ti-6Al-4V显微组织与LAM加工参数之间的关系。因为显微组织在机械性能控制方面起着根本的作用，所以研究组织演化规律对过程控制及工艺设计就显得至关重要。LAM的操作过程是：用激光束扫描基材金属，同时向熔池中添加所需的合金粉末，粉末熔化后冷凝在基材表面。通过有选择地多层扫描熔敷，可以自由成型固态金属零件。 LAM通过改变工艺参数，对材料表面粗糙度、孔隙率、残余应力/开裂、显微组织及织构的影响而确定成型零件的完整性和机械性…     

脉冲电磁耦合处理前后WC-8Co硬质合金干车削Ti6Al4V切削机理研究

利用脉冲电磁耦合处理设备对WC-8Co硬质合金进行强化处理。通过测试WC-8Co力学及摩擦性能,再利用采集到车削试验中的切削力、温度及后刀面磨损量信号对干车削Ti6Al4V的切削行为进行了分析。最后采用SEM和EDS对WC-8Co硬质合金进行观测与分析得出脉冲电磁耦合处理前后WC-8Co硬质合金干车削Ti6Al4V切削机理。结果表明：脉冲电磁耦合处理能提升刀具耐用度,降低切削温度及刀具后刀面氧化磨损。     

Ti6Al4V钛合金高温损伤模型及损伤机理

在800～1000℃及应变速率为0.01～5 s^-1条件下对Ti6Al4V钛合金进行了高温拉伸试验,研究了其高温损伤行为。基于Normalized Cockcroft-Latham(NCL)损伤模型,提出了考虑温度及应变速率的高温损伤模型,采用Gleeble Fracture Limit (GFL)方法测定了Ti6Al4V合金的临界损伤值。对Ti6Al4V合金拉伸过程进行了仿真模拟,并与拉伸试验的断裂长度进行对比。观察了合金的拉伸断口,分析变形条件对其断口形貌的影响。结果表明：模拟结果与试验结果的吻合度较高,相关系数R为0.993,表明该损伤模型对Ti6Al4V合金的损伤具有较高的预测精度;断口分析表明Ti6Al4V合金高温下为韧性断裂,且在较高的温度和较低的应变速率下表现出较好的塑韧性。     

不同热处理工艺对Ti6Al4V钛合金微观结构和力学性能影响

通过对Ti6Al4V钛合金进行不同工艺的热处理,分析了不同工艺处理后的显微组织,进行了拉伸试验、示波冲击试验测试。研究固溶时效处理对Ti6Al4V钛合金显微组织、力学性能和冲击韧性的影响。利用金相显微镜、环境扫描电镜（ESEM）进一步分析了钛合金的组织、冲击断口特征与力学性能间的关系。结果表明随固溶温度增加,钛合金屈服强度和抗拉强度得到显著提高,塑韧性先增加后降低。优化热处理工艺后,Ti6Al4V钛合金经960 ℃ WQ和500℃ × 4 h AC处理,获得优良综合性能,σ0.2为1050MPa,σb为1120 MPa,Ak为46.22 J。钛合金固溶时效后的组织由β基体和析出的α相组成,片层状β相和小针丛状α相组织提高合金综合性能。     

氟化物A-TIG焊接Ti6Al4V的电弧行为

试验选用MF型氟盐(LiF,NaF,KF)、MF2型氟盐(MgF2,CaF2,BaF2)和KN型钾盐(KF,KCl,KBr)对氟化物A-TIG焊接Ti6Al4V的电弧行为进行了研究. 结果表明,LiF和KBr活性剂不会影响A-TIG焊电弧行为;KF和CaF2活性剂会显著收缩电弧,增加电弧温度,但不会影响电弧力;MgF2活性剂能显著收缩电弧,增加电弧温度,并能增大电弧力;BaF2活性剂不会影响电弧形态,但能增加电弧温度,减小电弧力;NaF和KCl活性剂可以不同程度地收缩电弧,增加电弧温度,但不会影响电弧力. 此外,A-TIG焊接Ti6Al4V应优先选用氟化物作为活性剂,在MF型氟盐中应优先选用KF,在MF2型氟盐中应优先选用MgF2.     

热处理工艺对大直径深孔用斜轧穿孔Ti6Al4V钛合金管坯性能的影响

通过斜轧穿孔方式制备Ti6A14V钛合金管坯,通过不同的热处理工艺研究其性能变化情况.结果发现,采用斜轧穿孔制备的Ti6A14V钛合金管坯完全可以满足相关标准的要求.     

Ti6Al4V车削加工时硬质合金刀具磨损的数值模拟

为研究硬质合金刀具车削加工钛合金过程中的刀具磨损,刀具选择刚性模型,工件选择塑性模型,利用有限元软件对切削过程的刀具磨损进行了模拟。运用正交试验分析了在不同刀具参数组合下刀具磨损量的变化情况。结果表明:在固定的工艺参数下,刀具的前角和后角的交互作用对刀具的磨损量影响较大;单一参数因素的变化对刀具磨损量的变化影响较小。分析结果对降低硬质合金车削加工钛合金时的刀具磨损提供了参考。     

Study on the Burn-resistant Properties of Titanium Alloy Ti6Al4V Surface by Diffusing Copper

Copper was diffused on the surface of titanium alloy Ti6Al4V by ion implantation, magnetron sputtering and double glow discharge plasma surface alloying technology respectively to form an alloy layer on the surface of titanium alloy in order to improve the burn-resistance performance of titanium alloy. The result of X-Ray Diffraction shows that the phase of CuTi2 which can improve the burn-resistance performance can be found on the surface of the samples treated by the above three methods. And femtosecond l...     

水基凝胶注Ti-6Al-4V合金坯体

将凝胶注模工艺应用于金属Ti6Al4V合金粉末的成形,研究了高固相含量的Ti6Al4V合金粉末的料浆的制备,比较了金属浆料与陶瓷浆料的不同。结果表明粉末的颗粒形状是影响浆料固相含量的重要因素,浆料的固相含量随分散剂的增加而增加。最后制备出了固相含量为54%(体积分数,下同)的钛合金粉末浆料和形状复杂的坯体。坯体的抗弯强度随气雾化(GA)Ti6Al4V含量增加先增大后减小,随着坯体的固相含量增大而减小。当GA-Ti6Al4V含量为80%,固相含量为50%时生坯抗弯强度最大,为18.5 MPa。     

激光修复TC4钛合金显微组织与力学性能

本文以低氧TC4粉末为熔覆材料,采用激光修复技术制备了TC4钛合金面修复试样,对比研究了锻件和修复试样(沉积态)的显微组织和力学性能。结果显示修复试样的组织宏观上分为锻件基材区,热影响区和激光沉积区,三个区域中热影响区的显微硬度最高,沉积区和锻件基材的显微硬度相当。锻件试样的强度及塑性均略高于修复试样,同时发现40%修复试样(即拉伸试样承受载荷部位横截面上沉积区所占的面积分数为40%)的强度略低于50%修复试样,塑性则高于后者。表明采用低氧TC4粉末为熔覆材料时,有利于修复试样沉积区和基材区强度和塑性的匹配,从而提高修复试样的综合性能。对拉伸断口进行扫描电镜观察发现,锻件试样拉伸失效后断口呈现出典型的韧性断裂特征,而修复试样的断口则表现复杂,从沉积区到锻件基材区呈现出解理台阶到韧窝的连续变化特征,同时断口形貌与显微组织呈现出很好的对应关系。     

Ti6Al4V车削刀具磨损及切削力研究

Ti6Al4V是典型的难加工材料，切削效率低、刀具磨损严重严重，因此提高Ti6Al4V的加工效率和刀具寿命是急需解决的问题。作者对硬质合金刀具加工Ti6Al4V的切削力和磨损特性进行了实验研究。对三种不同刀具在干切削状态下车削Ti6Al4V切削力进行了试验，分析了切削力与切削速度、切削路程的关系，同时讨论了主偏角对TC4车削稳定性的影响。最后，对刀具的的磨损形态和磨损机理进行了研究。粘结、扩散、氧化是硬质合金刀具的主要磨损机理。     

Ti6Al4V合金高频感应硬质氧化膜的制备

对在氧气中用高频感应氧化技术在Ti6Al4V合金表面生成氧化膜进行了研究,并测试及分析了不同处理温度和氧化时间对氧化膜生长速度,显微硬度的影响,研究表明,在800～950℃的温度范围内,膜层的厚度和显微硬度均随着处理温度的升高和氧化时间的延长而增加.