涂层硬质合金刀具高速车削300M刀具磨损机理研究

以在飞机、汽车、轮船等领域的关键承力件上广泛应用的超高强度合金钢300M作为研究对象,采用涂层硬质合金刀具进行高速干车削加工,并对切屑变形、刀具寿命及刀具磨损机理进行分析。研究表明:高速切削300M时,切屑的塑性变形严重;涂层刀具主要的磨损形式为正常的前、后刀面磨损,以及非正常的剥落和崩刃;刀具在稳定磨损阶段形成了次生粘结层起着隔热、减摩的作用,有效提高了刀具寿命,但在急剧磨损阶段,大块状的粘结、崩刃、涂层剥落、微裂纹等致使刀具磨损加剧;高速车削300M涂层硬质合金刀具主要的磨损机理为粘结磨损、磨粒磨损、涂层剥落、微崩刃、微裂纹。该研究可望在高性能涂层刀具设计、刀具寿命预测等方面推广应用。     

TiAlN涂层硬质合金刀具铣削4J32低膨胀合金的磨损机理分析

采用国产TiAlN涂层硬质合金刀具,分别以切削速度50. 868m/min和99. 852m/min对4J32低膨胀合金进行单向顺铣侧铣切削。当材料表面粗糙度接近或达到1. 6μm时停止切削,利用扫描电子显微镜和X射线能谱仪观察硬质合金刀具的典型微观形貌,并分析其磨损机理。研究结果表明:TiAlN涂层硬质合金前刀面积屑瘤粘结严重,且伴有局部崩刃现象;当切削速度增大时,积屑瘤表面轮廓粗糙度加剧,局部会出现"花瓣状"和"云层状"切屑粘结物;刀具前刀面的磨损机理主要为扩散磨损、粘结磨损和氧化磨损,并伴有崩刃的破损机理;后刀面发生微量氧化磨损。     

深冷处理对PCBN刀具切削性能的影响研究

针对PCBN刀具在硬切削加工中磨损严重、切削寿命短的问题,开展了PCBN刀具深冷处理试验和经深冷处理的PCBN刀具高速硬车削AISI 4340钢的试验,研究深冷处理对PCBN刀具表面完整性(包括微观形貌、粗糙度、显微硬度和残余应力)及切削性能的影响规律,探究提高PCBN刀具耐磨性和刀具寿命的方法。研究结果表明,经过深冷处理之后,刀具表面缩松缩孔等缺陷明显减少甚至消失,表面形貌得到改善,但刀具表面粗糙度增大;刀具表面显微硬度、残余应力均得到提高;表面形貌和表面残余应力对刀具寿命影响较大,其次是表面显微硬度,表面粗糙度对刀具寿命影响较小。深冷处理后,刀具黏结、氧化磨损减少,刀具寿命较未处理刀具提高24.78%,可见,深冷处理可有效改善PCBN刀具表面完整性,从而提高刀具寿命。     

PCBN刀具断续切削磨损机理的研究

研究了BN250断续车削淬火钢SAE8822十字轴的磨损现象。试验结果显示微崩刃是断续车削中导致刀具失效的主要因素,工件与BN250刀具元素之间的化学反应和扩散作用削弱了结合剂与CBN基体直接的结合强度,是导致刀具破损发生的主要因素。     

TP1000涂层刀具车削淬硬钢的磨损与破损形态

用TP1000涂层刀具对淬硬45钢和淬硬T10A钢进行了正交车削实验,并进行了相应的扫描电镜(SEM)和X射线衍射(XRD)分析。结果表明,切削淬硬45钢时,涂层刀具发生了磨损和破损,磨损机理主要是磨料磨损和氧化磨损,破损机理主要是涂层剥落。切削淬硬T10A钢时,涂层刀具主要发生破损,破损机理主要是涂层开裂、剥落和崩刃。     

新型低碳硫系易切削钢切削性能试验

以几种最新开发的低碳高硫易切削钢材料为对象,通过对材料显微组织的分析得出其主要元素对材料中硫化物夹杂的形状、大小、分布的影响规律。系统研究车削过程中切削力、刀具磨损、工件表面粗糙度、切屑变形和断屑性能,揭示了新型易切削钢的切削机理及各元素对材料可加工性的影响规律。试验结果表明,硫化物夹杂长宽比小、形状大、分布均匀,并且密集的材料切削加工性能好;材料中硫元素质量分数增加可以提高刀具寿命;采用Al、Si进行脱氧时应合理控制其质量分数,脱氧剂使用过多不仅对硫化物形态的控制不利而且容易形成很多氧化物硬质点,加剧刀具磨损并降低加工表面粗糙度。研究结果对完善材料切削性能评价体系和开发新型易切削钢材料具有重要价值。     

车削加工中的切削液和被切削性能

<正> 车削不锈钢零件和铝制零件,在切削条件一定的情况下,如果将水溶液更换成乳状液,不仅可延长刀具的使用寿命,提高零件的表面粗糙度,而且还能大幅度地提高生产效率。刀具寿命的长短,主要根据刀具的磨损和崩刃情况加以判断。表2、表3所示为在使用乳状液和水溶液时,刀具的磨损以及零件表面粗糙度的情况。由于乳状液的润滑性能和冷却性能都很好,因此,无论是刀具的后面磨损和零件的表面粗糙度的指标都高于仅具有冷却性能良好的水溶液。由于更换了水溶液,因而在同样     

表面处理对TiAlSiN涂层刀具表面完整性及切削性能的影响研究

涂层刀具在高速干切削钛合金时容易出现刀具磨损严重、刀具寿命短等问题,对涂层刀具进行表面处理能改善涂层刀具的表面完整性,是提高涂层刀具耐磨性和切削寿命的有效途径。选取TiAlSiN涂层刀具,分别进行深冷处理、微喷砂处理和深冷+微喷砂处理,研究不同处理方法对涂层刀具表面完整性(包括表面形貌、表面粗糙度、显微硬度和表面残余应力等)的影响,并进行钛合金高速干切削试验,分析不同处理方法对涂层刀具切削性能的影响,探究提高涂层刀具耐磨性和切削寿命的方法。结果表明：与单一深冷处理和微喷砂处理相比,深冷+微喷砂处理后涂层刀具表面完整性明显改善,刀具寿命显著提高。深冷+微喷砂处理能减少刀具崩刃、月牙洼磨损和磨粒磨损,有效提高涂层刀具耐磨性。     

单晶金刚石刀具切削有色金属磨损机理研究

研究单晶金刚石刀具切削有色金属的磨损机理,分析切削过程影响加工工件表面粗糙度的影响因素和切削速度、进给量、背吃刀量等因素对积屑瘤生成的影响,以及积屑瘤对刀具切削力的影响。给出了切削过程中刀具与工件接触区温度和压力过高,导致金刚石刀具刃口发生石墨化、溶解、崩刃等磨损破损。前后刀面磨损、崩刃是金刚石刀具磨损主要形态。金刚石刀具磨损是微观磨损的不断积累,其磨损程度与磨损速度取决于金刚石碳原子在有色金属或在其它非金属材料原子中的溶解率。     

氧化铝基纳米复合陶瓷刀具连续切削铸铁HT200切削性能研究

实验中,刀具磨损情况研究发现会随着切削速度的提高而加剧,失效形式以粘结磨损为主。当采用的切削速度较低时,前刀面的月牙洼磨损成为陶瓷刀具磨损的主要形态,边界磨损和后刀面磨损也很严重。而且在切削的过程中,微崩刃现在也会发生;随着切削速度的提高,崩刃成为刀具的主要失效形式。本文结合现有实验条件,从实用性角度出发,对氧化铝基纳米复合陶瓷刀具车削铸铁的切削性能进行了研究。