氮化硅陶瓷刀具的应用研究

介绍了氮化硅陶瓷刀具的切削性能、切削用量的选择及其应用.氮化硅陶瓷是一种新型刀具材料,其优良的切削性能解决了超硬材料的加工难题,提高了生产效率,降低了加工成本.     

氧化铝陶瓷刀具的发展和应用

介绍了氧化铝陶瓷刀具的种类和发展现状,阐述了氧化铝陶瓷刀具的切削性能及应用,提出了陶瓷刀具使用中的注意事项,并指出陶瓷刀具的应用范围.     

陶瓷刀具在干切削加工中的应用

文章论述了陶瓷刀具的特点和切削性能,对陶瓷刀具在干切削中的使用进行了分析.     

陶瓷刀具的切削性能研究

对陶瓷刀具的性能、切削性能与硬质合金刀具进行了对比研究，阐述了陶瓷刀具的适用范围和使用过程中的注意事项。     

陶瓷刀具材料的种类与应用

陶瓷刀具材料是一种先进的切削刀具材料 ,由于其优良的切削性能和高的性能价格比而受到了人们的青睐。文中介绍了陶瓷刀具材料的的种类、牌号及其合理使用方法。     

纳米氧化锆增韧氧化铝基陶瓷刀具切削性能的研究（Ⅱ）

研究新型陶瓷刀具A15Zc和A20Z(c+m)切削淬硬40Cr合金钢时的切削性能,并与已经商业化的陶瓷刀具SG4的切削性能进行了对比。结果表明:刀具后刀面磨损量随切削深度的增加而增大,而切削速度对刀具后刀面磨损量的影响较小;在较小的切削深度下切削时刀具具有良好的切削性能,A15Zc和A20Z(c+m)的抗磨损能力都好于SG4刀具;刀具的主要磨损形态为前后刀面磨损,主要磨损机制为前刀面的黏结磨损和后刀面的磨粒磨损。     

Al_2O_3-TiB_2陶瓷刀具材料的切削性能研究

本文实验研究了Al_2O_3－TiB_2陶瓷刀具LP1切削淬火钢和铸铁时的切削性能。结果表明：TiB2的含量对刀具的耐磨性有较大的影响．这种刀具材料的耐磨性能明显优于目前广泛应用的其它Al2O3系陶瓷刀具材料．     

微波烧结Al_2O_3/TiC陶瓷刀具切削淬硬钢40Cr的试验研究

利用微波烧结技术制备了Al_2O_3/TiC陶瓷刀具AT33,通过连续干车削淬硬钢40Cr(50±2HRC)研究了刀具的切削性能和磨损机理,同时与热压烧结而成的Al_2O_3/TiC陶瓷刀具LT55和硬质合金刀具YS8作切削性能上的对比。体视显微镜,扫描电镜(SEM)和能谱仪(EDS)被分别用来测量刀具后刀面磨损量,刀具形貌的观察以及成分分析。实验结果表明,在切削淬硬钢40Cr时,AT33刀具在三种切削速度(173/260/350m/min)下的刀具寿命都要高于LT55和YS8。刀具的磨损机理主要是磨粒磨损和粘结磨损。微波烧结制备的陶瓷刀具展现了良好的抗磨损能力。     

高速车削条件下复合陶瓷刀具的寿命试验研究

为研究新型复合陶瓷刀具干切削高强度钢的切削性能,在切削用量范围:vc=90~314 m/min,f=0.02~0.4 mm/r,ap=0.2~3 mm范围内,应用析因统计试验设计与单因素试验设计,使用Al2O3+Ti C和Al2O3+Ti C+Si3N4复合陶瓷刀具对高强度钢35Cr Mn Si A进行了高速干式车削试验。在分析了刀具寿命显著性影响因素的基础上,研究了后刀面磨损量VB值与切削速度、进给量和背吃刀量之间的变化规律。试验研究表明:复合陶瓷高速切削高强度钢工件材料时,选择VB=0.2 mm作为刀具的磨钝标准较为合理;在保证刀具破损可靠度和加工质量的前提下,应选取尽可能大的进给量与背吃刀量;对于35Cr Mn Si A材料而言,Al2O3+Ti C陶瓷刀具较Al2O3+Ti C+Si3N4陶瓷刀具的切削性能好。     

微织构刀具DEFORM-3D切削性能仿真分析及实验研究

运用DEFORM-3D仿真软件对YG8硬质合金微织构刀具的切削性能进行仿真分析,研究了YG8硬质合金刀具在沟槽微织构、凹坑微织构和无微织构3种表面微织构下的切削温度和切削应力.利用激光加工技术对YG8硬质合金刀具表面进行沟槽微织构的加工,运用该刀具对铝合金进行切削实验,分析微织构对刀具切削性能的影响.结果表明:微织构刀具产生的切削热更少,与切屑间的摩擦力更低.在一定的润滑条件下,微织构刀具具有更好的切削性能.     

高温合金切削刀具的研究现状及进展

高温合金具有较高的强度、抗高温氧化性等性能,被广泛应用于各种领域中,其加工时切削温度高、加工硬化严重、刀具磨损严重,是最难加工的材料之一。本文综述了国内外高温合金切削刀具的研究现状。阐述了高温合金的切削特性,重点对高速钢、硬质合金、涂层硬质合金、陶瓷、PCVB这几类高温合金切削刀具材料的研究现状进行了分析;同时,也对国内外切削高温合金刀具的结构、切削加工工艺参数以及磨损机理的研究现状进行了概述。在此基础上,发现高温合金切削刀具虽然已经研发设计出了多种新刀具材料、新切削工艺参数,但仍然需要进一步了解影响刀具性能的因素及刀具磨损机理。因此,本文提出了建立评估刀具使用性能体系和研发高性能的刀具材料是高温合金切削刀具的主要研究方向。     

金属陶瓷刀具切削铸铁的磨损机理研究

利用真空烧结工艺制备了纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷刀片。进行铸铁的单因素切削试验,并利用SEM、EPMA对金属陶瓷刀具的磨损失效机理进行了详细的研究。结果表明:纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷刀片只适宜小切削用量下铸铁的切削加工,切削铸铁时主要以磨损的形式失效,其主要的磨损失效机理是冲击磨损和崩碎切屑的研磨。     

高速切削的刀具技术

高速切削是现代制造技术的一个重要部分，而刀具的性能及技术是实现高事切削的前提条件之一，本文对高速切削的刀具技术进行了系统论述，指出了有待于进一步研究的几个方面。     

基于微磨削方法的微织构刀具制备与切削性能研究

目的研究表面微织构对硬质合金刀具切削性能的影响。方法采用微磨削方法在硬质合金刀具前刀面加工出具有不同结构参数的横向、纵向和交叉微织构,通过AL6061切削试验和有限元切削仿真,研究表面微织构对硬质合金刀具的切削温度及刀具磨损的影响。结果采用V形金刚石砂轮微磨削方法能够加工出几何形状规则且表面质量良好的表面微织构。与无织构刀具相比,微织构刀具的切削温度明显降低,高温区域明显减少,其中横向织构刀具降温效果最为显著。微织构刀具的切削温度随沟槽间距的增大而升高,沟槽间距为150μm时,切削温度最低。表面微织构能够有效减轻刀具前刀面的粘结磨损,横向织构刀具减摩抗粘效果最好,且采用较小的沟槽间距更利于减轻刀具的粘结磨损。随着切削速度的增加,表面微织构的抗粘结作用更加明显,当切削速度为150 m/min时,沟槽间距为150μm的横向织构刀具的切屑粘结面积最小。结论在横向、纵向和交叉织构刀具中,沟槽间距为150μm的横向织构刀具切削性能最好,即降温效果、抗粘结性能最为显著。     

Cutting Performance and Mechanism of RE Carbide Tools

In receni ten years, a series of grades of REcemented carbide tool materials, including P, Mand K grouPs, were made and obtained conuner-cial availability in China.This paPer is aimed to verify the overall cut-ting performance of RE carbide cutting toolthrough systematic exPerimenis, such as toollives, cutting force, tool-chiP friction coefficiefltand intemiPted machining. The action of ascarbide tool was identified with the aid of scan-ning electron microscope and energy specboanalysis.1…     

Cutting performance and failure mechanisms of an Al2O3/WC/TiC micro- nano-composite ceramic tool

An Al₂O₃-based composite ceramic tool material reinforced with WC microparticles and TiC nanoparticles was fabricated by using hot-pressing technique. The cutting performance, failure modes and mechanisms of the Al₂O₃/WC/TiC ceramic tool were investigated via continuous and intermittent turning of hardened AISI 1045 steel in comparison with those of an Al₂O₃/(W, Ti)C ceramic tool SG-4 and a cemented carbide tool YS8. Worn and fractured surfaces of the cutting tools were characterized by scanning electron microscopy (SEM) and energy-dispersive X-ray spectroscopy (EDS). The results of continuous turning revealed that tool lifetime of the Al₂O₃/WC/TiC ceramic tool was higher than that of the SG-4 and YS8 tools at all the tested cutting speeds. As for the intermittent turning, tool life of the Al₂O₃/WC/TiC ceramic tool was equivalent to that of YS8, but shorter than that of the SG-4 at lower cutting speed (110 m/min). However, tool life of the Al₂O₃/WC/TiC ceramic tool increased when the cutting speed increased to 170 m/min, becoming much longer than that of the SG-4 and YS8 tools. The longer tool life of the Al₂O₃/WC/TiC composite ceramic tool was attributed to its synergistic strengthening/toughening mechanisms induced by the WC microparticles and TiC nanoparticles.     

脉冲高能量密度等离子体陶瓷刀具表面改性研究进展

对刀具涂层技术的发展现状与趋势进行了综述,提出了提高涂层刀具性能的"五化"措施:沉积工艺复合化、薄膜组成多元化、薄膜结构多层化、薄膜组成和显微结构梯度化、薄膜晶粒纳米化.基于这个思想,提出了用高能量密度脉冲等离子体技术进行陶瓷刀具表面改性,并在最近几年用高能量密度脉冲等离子体同轴枪对硬质合金和氮化硅陶瓷刀具进行了镀膜改性尝试.使用该复合表面改性技术,所制备涂层刀具结构独特,很好地满足了"五化"思想,材料性能得到显著提高.在优化的工艺条件下,所得TiN、TiCN和TiAlN涂层刀具硬度高,纳米硬度分别为26～28 Gpa、50～53 Gpa和38～40 Gpa;膜基结合力强,纳米划痕临界载荷达80～110 Mn.所得TiN、TiCN和(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具能够在工业条件下对硬度高达HRC 58～62 的淬硬CrWMn钢进行干切削,实用切削速度可提高2～10倍,且刀具磨损较小;涂层氮化硅陶瓷刀具加工淬硬钢和灰铸铁(HB 2200～2300 Mpa)工件时,比未涂层刀具后面磨损降低6～10倍.预示该技术是一种非常有前途的陶瓷刀具改性技术.     

新型陶瓷刀具的发展与应用

回顾了陶瓷刀具的发展简况及其意义,重点介绍了Si3N4基和TiCN基复合陶瓷刀具的研制、性能和应用.复合Si3N4陶瓷刀具有较高的耐磨性和抗冲击性,特别适合于各类铸铁件的粗精加工,也能进行铣削、刨削等冲击力很大的加工,其切削效率可提高3～10倍;复合TiCN金属陶瓷刀具具有很高的硬度和耐磨性,特别适合于各类高硬高强钢(如淬硬钢等)的加工,可对高硬材料实现"以车代磨"干切削,免除退火工艺和冷却液,大幅度提高生产效率.新型复合陶瓷刀具已经在我国冶金、水泵、矿山机械、轴承、滚珠丝杠、汽车、军工等十几个行业得到应用.     

Cutting performance of solid ceramic end milling tools in machining hardened AISI H13 steel

Ceramic tools have been widely used in the cutting of hard-to-machine materials, but the applications of solid ceramic milling cutters are limited due to their design and manufacturing restrictions. This research investigates the cutting performances of four solid ceramic end milling tools including Si₃N₄, Ti(C,N), SG4 and LT55 in machining hardened AISI H13 steel (HRC 60-62). The results show that the cutting forces of ceramic end milling tools are less than that of the referenced cemented carbide tool, and such ceramic tools of Si₃N₄, Ti(C,N) and LT55 produce better surface qualities and have longer tool lives. With excellent mechanical peoperties including hardness, bending srength and fracture toughness, the ceramic tool of Ti(C,N) presents the best cutting performance taking the cutting force, machined surface quality and tool life in consideration simultaneously. The research has proven the application feasibility of ceramic materials in the manufacture of solid tools. The solid ceramic end milling tools are geometric extensions for traditional ceramic tools and they can be used in machining hardened steels.