基于数值模拟的复合涂层枞树型刀具磨损研究

采用数值模拟法分析了复合涂层枞树型刀具切削过程中切削力、切削温度变化以及刀具磨损情况。基于Deform-3D和Johnson-Cook本构模型,建立切削加工仿真模型,对未涂层的刀具和不同膜厚的Ti N-Ti CN复合涂层枞树型刀具半精加工汽轮机转子轮槽进行切削仿真。结果表明:仿真切削与实际切削结果相比具有一致性。未涂层刀具后期切削力波动剧烈,涂层刀具全程切削力波动稳定,5μm涂层刀具切削力最小;未涂层刀具切削温度显著高于涂层刀具,前中期10μm涂层刀具切削温度略高于5μm刀具,中后期5μm涂层刀具切削温度略高于10μm刀具;刀具磨损最严重出现在前刀面距离刀尖1.89 mm的区域,5μm涂层刀具磨损较轻,未涂层刀具磨损较严重。5μm Ti N-Ti CN多层涂层枞树型刀具切削力小,切削温度较低,刀具磨损量小。     

基于计算机数值模拟的TiAlSiN涂层刀具切削性能研究

为研究TiAlSiN涂层对硬质合金刀具切削性能的影响,采用DEFORM-3D有限元分析软件进行切削仿真试验,模拟了TiAlSiN涂层与未涂层硬质合金刀具在相同切削条件下切削钛合金时的切削温度、切削力;并比较了不同膜厚的TiAlSiN涂层对刀具切削性能的影响。试验结果表明:TiAlSiN涂层具有低的摩擦系数,可以有效地减小切削力,3μm的TiAlSiN涂层刀具比未涂层刀具以及厚度为6μm的涂层刀具切削力小,但切削温度最高;6μm厚的刀具涂层切削温度最低,但切削力较大。     

CVD金刚石涂层刀具在石材铣削中的磨损特性研究

为了揭示CVD金刚石薄膜涂层刀具在硬脆材料切削中的刀具切削性能与磨损机理,利用不同沉积参数下的金刚石涂层刀具对天然石材进行了高效铣削实验。针对金刚石涂层刀具和未涂层硬质合金刀具的磨损周期和切削性能,分析刀具切削力和工件表面粗糙度随后刀面磨损面积的变化规律,总结刀具磨损机理。实验结果表明:金刚石涂层刀具切削寿命高于未涂层硬质合金刀具;金刚石刀具的磨损周期可以分为初始磨损区、稳定磨损区和加剧磨损区3个阶段,其中甲烷浓度为1%的金刚石涂层刀具寿命较长,切削性能稳定;金刚石涂层刀具的磨损机理主要包括裂纹作用下的涂层剥落、涂层内部晶间断裂和粘结磨损,其中裂纹作用下的膜-基涂层剥落磨损为刀具失效的主要磨损机制。     

如何正确选择刀具涂层

对小型圆形刀具进行正确的表面处理可以提高刀具寿命，减少加工循环时间，提升加工表面质量。但是，根据加工需要正确选择刀具涂层有可能是一件令人困惑和费劲的工作。每一种涂层在切削加工中都既有优势又有缺点，如果选用了不恰当的涂层，有可能导致刀具寿命低于未涂层刀具，有时甚至会引出比涂层以前更多的问题。     

硬质合金刀具车削Ti6Al4V钛合金试验研究

文章采用单因素试验法,用未涂层硬质合金刀具和TiAlN涂层硬质合金刀具对Ti6Al4V钛合金进行了车削试验,通过对切削过程中刀具寿命、切削力、切削温度以及加工表面粗糙度的分析,得出了两种刀具车削钛合金的切削性能,为钛合金车削试验提供了依据.     

新一代切削刀具AIP涂层SX系列

近10年来,涂层技术在切削刀具上的应用得到了快速普及,涂层刀具已成为切削加工不可缺少的主流刀具。与此同时,随着切削加工向高速切削、强力切削和干式切削的迅速发展,对涂层刀具的性能提出了更高要求。本文就刀具涂层技术的现状、开发动向以及日本JFE精密株式会社开发涂层新技术的情况作一简介。     

煤矿大型高锰钢托轮的切削试验研究

采用新型复合SiC、复合Si3N4和TiN涂层刀具对用于露天煤矿大型拖轮的高锰钢进行了切削加工对比研究，测量了切削温度、后刀面磨损量与切削时间或切削速度的关系曲线，以及刀具前、后刀面显微磨损、破损形貌和化学变化。试验表明，复合SiC是切削高锰钢的较理想的刀具，在切削效率和经济效益上均优于TiN涂层刀具和复合Si2N4刀具。     

涂层刀具高速车削高强度合金钢有限元仿真

针对高强度合金钢难加工的特点,选用不同涂层刀具进行了有限元分析,研究了刀具与工件的热—力性能匹配,并分析了切削参数对刀具应力和切削温度的影响。研究结果表明:在相同切削的条件下,应力最小的是Ti C涂层刀具,其次是Ti CN,Al2O3最大;切削温度最高的是Al2O3涂层刀具,Ti CN次之,Ti C最低。在刀具应力和切削温度的作用下,Ti C涂层刀具后刀面易受到破坏,Al2O3涂层刀具刀尖易受到破坏,Ti CN其前刀面易受到破坏,Ti C涂层能够有效的降低刀具和加工表面温度,有利于提高刀具的耐用度。在不同的切削条件下,切削用量对Ti CN和Ti C涂层刀具的影响基本相同,Al2O3受影响较大。     

刀具涂层技术及其发展

随着切削技术向着高速、高效、干式的方向发展,刀具涂层技术得到了广泛的应用,并成为了左右切削技术发展的主要因素。本文介绍了各种刀具涂层材料、刀具涂层结构和刀具生长工艺的研究现状。对刀具涂层的发展方向提出了个人见解。     

寻找更好的微型刀具涂层

由于切削刀具的涂层有益于宏观尺寸的加工，因此人们可能有理由推论，刀具涂层也会有利于微小尺寸加工。如果能合理应用涂层，且涂层厚度足够薄，不会钝化微切削刃，可能某些研究人员会同意这种观点。然而，这些研究人员尚未最后确定微型刀具涂层是否有利于加工，以及涂层的最佳方式。     

现代刀具涂层制备技术的研究现状

刀具涂层是一种机床工具行业的重要材料,其性能直接影响数控机床的机械加工精度.概述了刀具涂层材料的特点、要求及涂层制备技术的发展,分析了化学气相沉积法、物理气相沉积法、等离子体增强化学气相沉积法及溶胶-凝胶法等几种涂层制备方法的优缺点.结合国内外刀具涂层的研究现状及发展趋势,指出在大力发展化学气相沉积涂层和物理气相沉积涂层技术的同时,开发两者相结合的新型工艺,推动国内刀具涂层技术的快速发展.     

CVD金刚石涂层刀具切削性能与磨损机理研究

针对普通刀具切削质量差、刀具耐用度低等问题,对CVD涂层刀具制备方法及切削性能进行研究。首先以硬质合金刀具为基体通过CVD方法制备金刚石涂层,分析涂层表面形貌。然后在不同条件下进行铝合金材料的干式切削试验,分析金刚石涂层对切削力、切削温度以及工件表面粗糙度的影响规律。最后,通过对刀具磨损机理的分析,讨论涂层对刀具使用寿命的影响。研究结果表明,所制备的涂层刀具能够降低切削力和切削温度,大大提高刀具的切削性能和工件的表面质量,并能有效提高刀具使用寿命。     

石墨烯涂层刀具车削6061铝合金有限元仿真

针对高效干切削和微量润滑加工中润滑能力不足的难题,通过引入石墨烯涂层自组装及界面优化,降低刀具表面自由能,提高刀具的耐磨性和寿命.采用DEFORM软件模拟不同切削速度下石墨烯涂层和非涂层硬质合金刀具切削加工6061铝合金,提取分析试验的切削力和切削热等数据后表明:在一定的切削条件下,石墨烯涂层能有效提高刀具的润滑性能,...     

Cutting performance of PVD-coated carbide and CBN tools in hardmilling

In this study, cutting performance of CBN tools and PVD-coated carbide tools in end-milling of hardened steel was investigated. In high-speed dry hardmilling, two types of CBN tools were applied: the CBN-rich type and an ordinary one. In the case of relatively low-speed milling, on the other hand, a few coated carbide tools were selected where four kinds of coating films, TiN, TiCN, TiAlN and multi-layered TiAlN/AlCrN, were deposited on the K10 and P30 grade carbide. The cutting performance was mainly evaluated by tool wear, cutting temperature, cutting force and surface roughness. In dry cutting of hardened carbon steel with the ordinary CBN tool, the cutting tool temperature rose rapidly with increase in cutting speed; and tool temperature reached approximately 850 °C at the cutting speed of 600 m/min. In the case of the CBN-rich tool, the cutting temperature decreased by 50 °C or more because of its high thermal conductivity. It is remarkable that tool wear or damage on a cutting tool was not observed even when the cutting length was 156 m in both CBN tools. In the case of coated carbide tools, the temperatures of TiN-, TiCN- and TiAlN-coated carbide tools rose as cutting proceeded because of the progress of tool wear, but that of TiAlN/AlCrN-coated carbide tool hardly rose due to little tool wear. When the base material was K10 grade carbide, tool temperature was lower than that of P30 with any coating. The tool flank wear depends considerably on hardness and oxidizing temperature of the coating film.     

高端精冲模具的制造探讨

精冲技术已越来越多的应用于成形更厚、更复杂零件,其模具寿命成为亟待解决的问题。文章从模具制造角度,采用理论分析和微观测试相结合方法,揭示基于粉末冶金模具材料的模具工件,分别在磨削、慢走丝线切割及表面PVD涂层工艺后的微观形貌和残余应力等的状况,并提出了相应的改善方法。     

硬质合金刀具涂层技术现状及展望

随着切削技术的发展,硬质合金刀具涂层技术不断进步,正朝着涂层成分多元化、涂层结构多层化、工艺组合多样化和基体结构梯度化方向发展。本文对硬质合金刀具涂层方法和现状等进行了综述,展望了硬质合金涂层技术的前景和发展方向。     

一种新型测温刀具的研制

采用磁控溅射法在PCBN刀具的前刀面上镀制NiCr和NiSi薄膜,形成一种新型的NiCr-NiSi薄膜热电偶测温刀具。详细阐述了薄膜热电偶的制作过程,结合WS-2005涂层附着力自动划痕仪和Jsm-5610扫描电子显微镜分别测试分析了NiCr和NiSi薄膜的附着力和成分。通过现场切削试验表明,制备的NiCr-NiSi薄膜热电偶测温刀具能够实时、快速、准确地测量切削温度。     

激光涂敷高速钢刀具的开发和应用

利用高功率CO_2气体激光器对高速钢刀具前、后面进行YG6表面涂敷;在进行耐磨性切削对比实验后,用扫描电镜和电子探针观察分析了切削磨损后的表面形貌。结果表明,经激光涂敷的刀具寿命提高250%,其磨损特性以非完全粘着磨损为主。     

复合镀覆Ti—Ni金刚石的钎焊应用

镀覆技术的研究进展表明：经过真空微蒸发镀钛、钨的金刚石单晶或聚晶,可以采用化学镀或电镀的方法在钛或钨镀层上进一步镀覆镍、钴、铬等金属,这种复合镀层与金刚石界面强力冶金结合,并且可以采用各种钎焊方法实现金刚石与多种金属基体的焊接。复合镀覆的金刚石可用于各类表镶工具的制造,获得高出刃、高磨粘结合强度,使金刚石表镶工具的使用寿命和加工效率大幅度提高。