PCD刀具车削钛合金Ti-6Al-4V的研究

本文通过正交试验研究了PCD刀具车削钛合金Ti-6A l-4V时,动态切削力和表面粗糙度随切削用量的变化规律,并分别以Ra、Rz为指标进行了方差分析。试验结果表明:x向和y向动态切削力随切削用量的变化很小,而z向相对较大。动态切削力随进给量和切削深度的增加而增加,其中在切削深度为0.1 mm的情况下,切削力出现了较大的波动。进给量和切削深度均对Ra、Rz有显著影响,其中进给量对Ra影响较大,切削深度对Rz影响较大。     

刃口钝化对PCD刀具铣削钛合金表面粗糙度与刀具寿命的影响

本文通过4种钝化值PCD刀具在不同切削参数下铣削钛合金试验,研究了刃口钝化对工件表面粗糙度与刀具寿命的影响。试验中使用触针式表面粗糙度仪检测工件表面粗糙度值,利用超景深显微镜观察刀具刃口磨损状况,并以刀具后刀面磨损量大于0.2 mm或刃口崩缺时的切削距离表示刀具寿命。结果表明:钝化PCD刀具铣削钛合金表面粗糙度大于未钝化PCD刀具,表面粗糙度随钝化值增大而增大;钝化PCD刀具铣削钛合金刀具寿命高于未钝化PCD刀具,刀具寿命随钝化值增大呈先提高后降低的趋势,当钝化值为15μm时,刀具寿命最高。     

PCD刀具前刀面焊后抛光试验研究

通过3因素4水平正交试验,研究PCD刀具热损伤层的布轮抛光去除工艺参数对PCD刀具前刀面表面粗糙度变化的影响规律。试验结果表明:粗糙度变化随转速增大先增大后减小,随压缩量增大先增大后减小再增大,随抛光时间延长先增大后减小。同时,建立三元二次粗糙度变化值预测模型,分析布轮转速、压缩量、抛光时间对粗糙度变化值的影响程度。结果表明:布轮转速对粗糙度变化值的影响最大,压缩量的次之,抛光时间的最小;布轮转速、压缩量、抛光时间与粗糙度变化值的相关性比较显著,且粗糙度变化值预测模型与试验数据的拟合效果较好。      

PCD复合刀具

图右所示PCD复合刀具是由具有二次断屑功能的PCD钻头、能控制内孔表面粗糙度的PCD螺旋刃铰刀和内孔倒角用PCD倒角刀组合为一体的新型复合刀具。主要用于压铸铝合金变速箱体密封盖的孔加工（图左）。该复合刀具具有钻孔、铰孔和内孔倒角三种功能，仅用一把刀具在一道工序中即可完成钻、铰、倒角加工，由于实现了工序集约化，可提高加工效率、降低加工成本。     

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。     

PCD刀具切削加工硬脆材料时负切削力现象的研究

本文以辉长岩为全和聚晶金刚石（ＰＣＤ）刀具进行了硬脆材料切削加工试验,在时域和频域内对切削力信号进行了数字信号分析处理,提出,硬脆材料切削为可分为成切削力趋势量切削力随机量两部分。硬脆材料的组成结构特点和切削中刀具的振动是硬脆材料切削力出现负值现象的主要原因。     

PCD刀具车削钛基复合材料的刀具磨损研究

采用PCD刀具在不同切削速度下对增强相钛基复合材料进行切削,研究高速切削时的刀具磨损情况。结果表明:增强相体积分数对PCD刀具耐用度有显著影响,体积分数越高,刀具磨损越严重,刀具耐用度越低;增强相种类对刀具的耐用度也有明显影响,增强相TiB_w对刀具耐用度的影响要大于增强相TiC_p的。PCD刀具在切削不同钛基复合材料时的刀具磨损形态相似,主要为前刀面和后刀面的磨损,且伴有崩刃及微裂纹现象发生;其主要磨损机理是磨粒磨损以及黏结磨损,且增强相的体积分数越高,刀具黏结磨损越显著。      

车削DT4E纯铁刀具材料适配性研究

针对纯铁切削过程中粘刀、刀具磨损快等问题,进行了纯铁和刀具材料的适配性试验,分别使用硬质合金刀具HTI10、涂层刀具VP15TF和金属陶瓷刀具NX3035车削电工纯铁DT4E工件,在车削过程中测量刀具磨损量,使用能谱分析(EDS)和扫描电子显微镜(SEM)研究刀具磨损机理,分析刀具磨损对切削性能的影响。结果表明:金属陶瓷刀具NX3035更适合纯铁的切削加工,刀具磨损最小、切削力最平稳,能获得最好的已加工表面质量;刀具在纯铁切削中的主要磨损形式为后刀面均匀磨损和V型沟槽磨损,主要磨损机理为高温下的粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损的综合作用。     

Ti-6AI-4V钛合金的等离子W-Mo共渗

采用双层辉光等离子表面合金化技术对Ti-6Al—4V钛合金进行W—Mo共渗，研究了880—1000℃ W-Mo共渗时基体温度对渗层厚度的影响，采用SEM和XRD观察、检测渗层组织结构和相组成。结果显示，Ti-6Al—4V合金的W-Mo渗层组织良好。纳米压痕试验结果表明，合金渗层硬度高于基体。     

影响PCD刀具刃磨质量因素研究

本文采用合理的腐蚀清洗方法对PCD试样进行腐蚀,获得了清晰真实的PCD磨削表面。在此基础上借助扫描电镜,通过观察PCD刀具磨削表面和刃口的微观形貌,系统研究了磨床转速、磨削压力及磨削液等因素对PCD刀具刃磨质量的影响。研究结果表明：磨床转速越高,磨削表面质量越好,但过高或过低的转速会使刃口锯齿度增大;较大的磨削压力对磨削表面质量和刃口质量都有负面影响;同时,无论转速高与低,磨削压力大或小,干磨后的PCD磨削表面质量均好于湿磨。细砂轮低速干磨PCD时,磨削表面由于疲劳应力的作用出现了一些垂直于磨削表面的裂纹。     

Ti基钎料真空钎焊Ti-6Al-4V

在温度1223K、时间1－30min钎焊参数条件下，应用Ti基钎料对Ti-6Al-4V进行了真空钎焊。结果表明，接头强度较高，因钎焊温度较低母材基本上保留了原始组织。同时表明Ti-Zr-Cu钎料大幅度增加w(Cu)易造成钎缝中心区域生成连续分布的Ti2Cu TiCu,严重影响接头强度。     

铸造Ti-6Al-4V合金的疲劳性能研究

通过铸造Ti-6Al-4V合金疲劳性能试验,绘制出了铸造Ti-6Al-4V合金在不同应力比下裂纹扩展速率da／dN-△K曲线。根据logda／dN和log△K的拟合曲线方程,计算出Paris公式下材料常数c、n值。经SEM对铸造Ti-6Al-4V疲劳断口进行分析,发现随着应力比R的增大,疲劳条带越宽,裂纹扩展速率越大。     

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的断裂韧性

采用三点弯曲法测定了SiC纤维单向增强的Ti-6Al-4V复合材料的表观断裂韧性,讨论了界面反应对断裂韧性的影响.研究结果表明,在裂纹尖端塑性变形区的未断纤维的桥联对复合材料的断裂韧性起很大的作用.经过热处理后,SiCf/Ti-6Al-4V复合材料的断裂韧性降低,主要是由于严重的界面反应,使得SiC纤维受到一定的损伤,因而降低了纤维的承载能力,并使基体钛合金的脆性增大.     

双辉技术渗铌对Ti-6Al-4V合金氧化性能的影响

采用双辉等离子渗金属技术在Ti-6Al-4V表面形成均匀致密连续的渗铌合金层。将未渗铌和渗铌的Ti-6Al-4V试样分别在700℃，800℃，900℃进行100h的高温氧化实验，采用XRD，SEM及EDX对试样在900℃氧化100h后的氧化层的相组成、截面形貌及成分分布进行分析，初步探讨Ti-6Al-4V表面渗铌后的抗氧化性能及氧化机理。结果表明：渗铌后的Ti-6Al-4V合金氧化速率常数降低了1个数量级，氧化激活能提高，抗氧化性能明显改善。     

SiCf/Ti-6Al-4V复合材料界面反应动力学

SiC纤维增强Ti基复合材料（SiCf／Ti）容易发生界面反应，从而影响其力学性能。开展界面反应和动力学的研究，对于SiCdTi复合材料的制备和服役具有指导意义。采用扫描电镜、透射电镜和X射线衍射分析了SICf／Ti-6Al—4V复合材料的界面反应及其动力学，发现SiC纤维的C涂层与Ti-6Al—4V反应形成粗晶粒的和细晶粒的TiC，长期高温热处理使得界面反应加剧，TiC层加厚，当C涂层完全消耗后，界面反应层中除了TiC外，还出现了Ti3SiC2。研究表明，界面反应层的加厚受元素扩散控制，服从抛物线规律，求出的动力学参数Q为268．8kJ／mol，k为0．0057m/s1/2。     

激光快速成形Ti-6Al-4V合金力学性能

采用实验研究的方法，对激光快速成形Ti-6Al-4V合金的力学性能进行了探讨。结果发现：和锻造件相比，激光快速成形沉积态Ti-6Al-4V合金的拉伸性能具有高强低塑特点和更显著的各向异性；成形试样的组织、氧含量和冶金缺陷都将影响到拉伸性能，其中组织的影响最显著，其次为氧含量和熔合不良缺陷：对于氧含量符合GJBGJB2921-1997标准的激光快速成形Ti-6Al-4V合金，经固溶时效热处理后所获得的网篮组织综合性能最好，不论是强度指标还是塑性指标都高于锻件标准。     

Ti-6Al-4V宽幅薄板叠轧工艺研究

介绍了在3.3 m四辊可逆式轧机上采用β区开坯,经β处理后在α+β区成形轧制,或者在α+β区开坯,在α+β区成形轧制的两种工艺,运用包覆叠轧法研制Ti-6Al-4V合金宽幅薄板的过程.并讨论了轧制方式、变形量等和热处理制度对Ti-6Al-4V宽幅薄板性能和组织的影响.     

应力状态对Ti-6Al-4V绝热剪切敏感性的影响

采用分离式Hopkinson压杆技术对双态组织和片层组织Ti-6Al-4V进行了圆柱试样和帽形试样的冲击试验,对比了单轴压缩和压剪复合2种不同应力状态下2种组织钛合金的绝热剪切敏感性差异.结果表明:在单轴压缩状态下片层组织的绝热剪切敏感性要高于双态组织,而在压剪复合应力状态下其绝热剪切敏感性要低于双态组织,即应力状态对材料的绝热剪切敏感性影响显著.     

大变形热轧Ti-6Al-4V合金棒材力学性能的研究

通过大变形热轧试验,获得了一种新的Ti-6Al-4V合金细晶棒材.与粗品棒材一起分别测试了其拉伸性能和冲击韧度,观察了断口形貌.结果表明:细晶组织Ti-6Al-4V合金棒材具有较高的塑性和冲击韧度,拉伸强度变化不大.断口观察发现其拉伸断口平坦,塑坑较浅,但伸长率与粗晶粒棒材相比反而提高,且属于韧性断裂.