硬质合金基体对涂层刀具高速切削镍基高温合金切削性能的影响

采用热常数仪和高温维氏硬度计对Co含量(质量分数)分别为6%和10%的硬质合金进行热学性能与高温力学性能检测,然后用以这2种硬质合金为基体的涂层刀片对镍基高温合金GH4133进行高速车削,采用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)对车削后刀片的磨损区域进行观察和成分分析,研究刀片基体的Co含量对刀具切削性能的影响。研究结果表明,硬质合金中的Co含量由10%降低到6%时,热导率由62.78(W.m)/K升高到84.57(W.m)/K,与此同时同一温度下的高温维氏硬度提高10%左右;YBG202刀片(基体中Co含量为10%)的切削刃与后刀面的磨损均较迅速,而YBG102(基体中的Co含量为6%)刀片后刀面的磨损相对均匀,磨损速率低;基体中的Co含量由10%降低到6%时,刀片的切削寿命提高约3倍。故高速连续切削镍基高温合金时应当尽量选用低Co硬质合金作为刀片的基体。     

超细晶硬质合金刀具Co含量对其耐磨损性的影响

用不同Co含量的超细晶硬质合金刀具对高温合金GH2132进行了高速连续切削试验,根据最小二乘法对试验结果进行了线性回归,建立了刀具寿命与切削速度之间的关系即T-υc经验公式;随后进行了高速断续切削刀具磨损试验,用连续变倍体视显微镜及显微摄影系统观察了刀具刃口和后刀面的磨损形貌,并对达到磨钝标准时的刀具后刀面磨损微区成分进行了电子探针能谱分析,探讨了粘结相Co含量对刀具磨损性能的影响机理。结果表明:粘结相Co含量过高或过低,均会降低刀具的耐磨损和破损性能。     

基于BP神经网络双对数算法的刀具磨损分析及寿命预测研究

针对刀具磨损状态和寿命预测受刀具材质、切削参数及加工材料等影响使得测试复杂且难以准确预测的问题,建立基于BP神经网络结合双对数算法的刀具磨损分析与寿命预测模型。用交叉验证法改变切削参数,对前后刀面的失效分析可知主要以后刀面磨损为主。将切削过程中的刀片后刀面磨损值VB与时间T双对数化发现：在一定范围内,改变单个切削参数,只有后刀面的初始磨损量发生变化;改变多个切削参数,后刀面的初始磨损量和磨损速率都发生变化。根据耐用时间T双对数变换后结合BP神经网络进行仿真,结果显示偏离值降低至0.1,偏离度降低至0.2%,证明BP神经网络结合双对数变换算法在一致性与试验结果的符合度都高于单纯采用BP神经网络作为预测算法的计算结果,能更好的预测刀具寿命。     

NiAl／BN可磨耗封严涂层摩擦磨损性能研究

利用大气等离子喷涂技术制备NiAl／BN可磨耗封严涂层,采用可模拟可磨耗封严涂层工况的高速／高温摩擦磨损试验机研究了涂层在650℃下的摩擦磨损性能,探究了涂层磨损机理。结果表明,涂层硬度对NiAl／BN封严涂层与K24镍基高温合金叶片间的摩擦系数、涂层磨损量和磨损机理均有明显影响。摩擦系数随涂层硬度增大而增大;涂层磨损量随硬度增大而减小;当硬度为35HR15y和45HR15y时,涂层磨损机理为切削、涂抹、摩擦氧化,当硬度为55HR15y时,涂层磨损机理为涂抹和摩擦氧化。     

PCBN刀具高速精密切削W-Ni-Fe合金的性能研究

采用PCBN刀具对W-Ni-Fe合金进行高速精密切削试验,通过观测PCBN刀具前、后刀面的磨损形貌,分析了刀具的失效磨损机理;从CBN含量、刀具参数以及已加工表面粗糙度方面研究了PCBN刀具加工W-Ni-Fe合金的切削性能。结果表明,CBN含量高且刀尖圆弧半径大的PCBN刀具具有更长的使用寿命,在高速、低进给、小切深条件下可获得良好的表面质量。SEM和EDS分析结果表明,PCBN刀具高速精密切削W-Ni-Fe合金的磨损机理为粘结磨损、扩散磨损、局部剥落、氧化磨损以及崩刃磨损等多重磨损机理共同作用的结果。     

用超硬型铝高速钢“501”铣削镍基高温合金堆焊层的探讨

本文通过对SX-40型精锻机锤头切削加工试验,证实用超硬型铝高速钢“501”立铣刀铣削难加工的镍基高温合金堆焊层是一种较为合适的刀具材料。对于镍基高温合金这类难加工材料的加工必须解决工艺参数的选择、切削液、刀具材料、工艺系统刚性的匹配问题。匹配得当,可充分发挥“501”立铣刀良好的切削加工性能,提高刀具的耐用度。同时,切削液在镍基高温合金镜削中对提高刀具耐用度,改善切削加工性起着十分重要的转化作用。     

不同晶粒度硬质合金刀具切削不锈钢的试验研究

测定了中等、极细和超细晶粒度的WC-Co基硬质合金的机械物理性能,并借助扫描电子显微镜观察了硬质合金材料腐蚀前后的表面形貌。使用上述三种硬质合金材料刀片对0Cr18Ni9不锈钢进行干式切削,测定了不同切削速度下刀具后刀面的平均磨损宽度,借助于扫描电子显微镜观察了刀具的磨损形貌,分析了刀具的磨损机理。结果表明,WC晶粒越细,硬质合金的耐磨性越好,刀具的使用寿命越长。在不锈钢连续切削过程中,硬质合金刀具磨损的主要形式是粘着磨损。     

AF1410超高强度钢硬质合金加工刀具的磨损机理

AF1410超高强度钢是具有难加工特性的新型结构材料,通过设计正交实验,研究涂层硬质合金刀具切削AF1410超高强度钢的切削力和刀具寿命,分析达到磨钝标准的硬质合金刀具前、后刃面的磨损形貌,以及刀具磨损机理。结果表明,刀具寿命随铣削深度和铣削速度增大而线性减小,随着每齿进给量和铣削宽度增加,刀具寿命下降趋势逐渐放缓甚至略有增加。刀具磨损分为3个阶段:磨合阶段—稳定磨损期—快速磨损阶段,在快速磨损阶段刀具磨损迅速增加,直到刀具失效。前、后刃面均发生刀具材料的严重剥离,同时粘结大量AF1410钢屑。刀具涂层失效的主要机理为磨粒磨损,刀具基体主要失效机理为扩散磨损和粘结磨损。     

氯化银比浊法测定镍基高温合金热腐蚀产物中微量氯

镍基高温合金是航空、航海及工业燃气轮机叶片的重要材料,在实际使用中常常发生比同温度下单纯氧化还要严重的热腐蚀现象。为了探明燃气轮机叶片的热腐蚀机理,长期以来,大多数研究者在实验室里进行模拟海洋环境下的热腐蚀试验。目前国内外普遍采用的热腐蚀实验方法为坩锅浸盐法和坩锅涂盐法。本文所涉及的镍基高温合金热腐蚀实验采用的是涂盐法,盐成分(质量分数)为75%Na2SO4 25%NaCl,反应温度800℃,反应时间为1 h。研究发现,即使NaCl以固态形式沉积在合金表面也会加速合金的腐蚀[1]。因此,镍基高温合金热腐蚀产物中的微量氯测定,对腐蚀机…     

氩气雾化镍基粉末高温合金及粉末特性研究进展

概述了国内外镍基粉末高温合金的发展、氩气雾化制粉技术的特点、氩气雾化镍基高温合金粉末的特性和增材制造用镍基高温合金粉末的发展方向，重点介绍了镍基高温合金粉末的形貌与粒度控制、氧化特性、气体脱附行为和缺陷形成及控制措施。讨论了镍基高温合金粉末特性与合金缺陷之间的内在关系，总结了缺陷消除措施的研究进展，明确了未来粉末涡轮盘用氩气雾化镍基高温合金粉末质量优化的发展方向，并对高品质氩气雾化镍基高温合金粉末促进增材制造技术在航空航天领域的应用进行了展望。     

铼在镍基单晶高温合金中的作用

镍基单晶高温合金因其优异的高温强度和良好的组织稳定性,广泛应用于航空航天领域.为了提高其承温能力,自第二代开始镍基单晶高温合金中便加入了铼(Re).经过几十年的发展,镍基单晶高温合金已经发展到第七代,Re已经成为了先进镍基单品高温合金中不可缺少的元素.简述了镍基单晶高温合金的发展历程,综述了Re对镍基单品高温合金显微组...     

高温合金中铼金属回收制备高纯铼酸铵研究

以废旧镍基高温合金作为原料合成制备高纯铼酸铵,考察废旧高温合金的最优电解条件、稀散金属铼在电解过程中的分布情况和存在形态以及高纯铼酸铵制备工艺.通过电化学溶解的方法,将镍基高温合金的活泼金属转至溶液内、较惰性的金属以固态阳极泥形式与活泼金属元素分离,阳极泥中的铼通过高温氧化、高纯氨水吸收、结晶直接制备高纯铼酸铵.研究结...     

镍基高温合金脱氮工艺研究

研究了采用氧化钙坩埚真空感应熔炼镍基高温合金过程中的脱氮工艺,实验结果表明采用优化的真空感应熔炼工艺,可以把镍基高温合金中的氮含量从0.0011%降低到0.0002%,初步分析了镍基高温合金中钛与氮的相互作用,近似地计算出二者之间的相互作用系数eTNi=-5.79。     

镍基变形高温合金低周疲劳研究进展

镍基高温合金长期在高温、高压、高速和交变载荷等复杂的环境中服役,容易产生周期性应变集中的塑性变形.引起应变控制的低周疲劳(LCF)损伤.镍基变形高温合金服役过程中产生的低周疲劳严重降低了热端部件的服役性能和寿命.因此,阐明镍基变形高温合金LCF塑性变形行为及疲劳断裂机制对于涡轮盘等热端部件的可靠性和安全性服役具有重要的...     

炭/炭复合材料切削加工试验研究

C/C复合材料是飞机刹车副的新型摩擦结构材料,作者探讨了其结构和机械物理性能的特殊性及机械切削加工的特点,用SEM观察了不同切削条件下切屑的断口形貌,用5种不同的刀具材料、刀具角度及几何形状相同的刀具,在一定的切削工艺参数条件下,对该材料进行切削试验.以刀具的前刀面和,或后刀面的磨损率为判据,最佳刀具材料为YG8.C/C复合材料的切削过程中,刀具的磨损极为严重,刀具磨损的主要机理是粘着磨损和磨粒磨损。     

Re基扩散阻挡层对镍基高温合金抗氧化性能影响的研究进展

介绍了镍基高温合金扩散阻挡层（DBC）系统的概念及原理,综述了Re基阻挡层在高温环境中的循环和等温氧化性能。分析表明,Re基阻挡层能有效避免高温涂层中铝元素的贫化,提升合金试样的抗氧化性能。同时,阐述了Re基阻挡层降低二次反应区厚度的机理,即Re基阻挡层通过抑制涂层中铝元素与基体中合金元素的相互扩散,阻止镍基合金中γ/γ′相向β相的转变,从而降低由于相变造成的二次反应区的形成程度。最后,对Re基扩散阻挡层的应用进行了总结与展望。     

镍基变形高温合金本构分析研究进展

本构分析是计算镍基变形高温合金热加工外载荷,预测热变形组织的有效方法,为实际生产中加工工艺的制定提供理论参考,同时也可以为有限元法模拟加工过程提供重要数据。综述了镍基变形高温合金本构方程的研究现状,包括目前广泛采用的本构方程的形式及其推导过程,以及在流变应力模型,动态再结晶模型等方面的研究进展。     

金属包套与镍基粉末冶金高温合金之间连接区的研究

本文通过观察金属包套与粉末冶金高温合金之间连接区形貌,分析了在镍基粉末冶金高温合金毛坯表面发现明显原始颗粒形貌的原因,重点研究了不锈钢包套与镍基粉末冶金高温合金之间的连接区。结果表明:连接区内在不锈钢和粉末冶金高温合金之间存在明显的界面,界面两侧存在扩散层,距离界面最近的镍基高温合金粉末仍保持原始粉末颗粒形貌;毛坯表面发现原始颗粒形貌是靠近粉末冶金高温合金一侧的界面没有完全去除造成的;界面、界面附近粉末原始颗粒形貌的形成与C扩散及镍基高温合金粉末元素偏析有关,连接区Ⅰ厚度不小于167μm,连接区Ⅱ厚度不小于716μm。     

激光熔敷合金层组织和腐蚀磨损特性的研究

研究了在４５钢表面进行激光熔敷镍基合金，镍基Ｃｒ２Ｏ３合金和镍基ＷＣ合金的熔敷层的组织结构、耐蚀性及不同冲击速度和不同浓度的腐蚀介质下的腐蚀磨损特性。结果表明，激光熔敷合金层不论耐性还是抗腐蚀磨损性能都优于不锈钢，产根据组织分析，显微硬度测试及腐蚀磨损后的表面形貌观察，探讨了熔敷合金层的腐蚀磨损过程。     

钙和镁在铸态镍基高温合金中的分布及作用

用化学相分析方法研究了Ca和Mg在铸态镍基高温合金中的分配。用SIMS、STEM、AES等证明了Ca和Mg偏聚于晶界;与氧、硫、磷等杂质相结合形成无害的夹杂物颗粒,净化了合金晶界;进入一次碳化物,球化分散了一次碳化物。基本上弄清了Ca和Mg在高温合金中的分布及存在形式,并讨论了Ca和Mg影响合金热塑性的作用机理。