涂层硬质合金刀具铣削粉末冶金镍基高温合金时的失效机理

使用涂层硬质合金刀具,对粉末冶金镍基高温合金进行了干式面铣试验.采用电子扫描显微镜(scan-ning electron microscopy,SEM)、数码显微镜(digital microscope,DM)和能谱探针(energy dispersive spectrometry,EDS)等工具,对硬质合金刀具前、后刀面的磨、破损形貌和失效机理进行了分析与研究.研究结果表明:涂层刀具的主要失效形式为崩刃和前刀面的剥落;失效机理为高温条件下磨粒磨损、粘结磨损、扩散磨损和疲劳磨损的综合作用.     

YT类硬质合金成形铣刀的金刚石涂层工艺研究

针对YT15硬质合金B212型成形铣刀片,以两种不同的化学方式对硬质合金基体进行预处理,而后采用热丝化学气相沉积的方法在其表面沉积微米级金刚石薄膜.使用扫描电子显微镜观察金刚石薄膜颗粒的大小及均匀度,激光拉曼光谱仪检测金刚石涂层的成分,压痕法检验金刚石涂层刀片的膜-基附着强度,并就不同预处理的基体表面对金刚石薄膜的质量、附着性能的影响进行分析.结果表明,经预处理后的YT类硬质合金表面粗糙度较YG类降低约10%,采用平行布置热丝方式和现有的沉积工艺在YT类硬质合金衬底涂覆的金刚石薄膜均匀性较好,且经酸碱预处理的金刚石薄膜表现出良好的附着力,附着强度介于600~1 000 N,醇碱预处理对衬底表面原有的光洁度损坏较小,有助于细化金刚石晶粒,但膜-基附着强度不高.     

刀具表面涂层技术的研究进展

通过对刀具表面进行涂层处理,可以显著提高刀具的表面硬度和耐磨性,延长刀具的使用寿命.目前刀具涂层制备方法主要包括化学热处理、热喷涂法、溶胶-凝胶法、气相沉积法等.涂层刀具的发展呈现涂层成分多元化、涂层结构多层化、涂层基体梯度化和涂层工艺灵活化的趋势,涂层刀具后处理技术包括热处理、磁化处理及深冷处理等.随着技术的进步,更多更新型的刀具表面涂层技术必将会出现.     

涂层硬质合金刀具铣削粉末冶金高温合金的切削性能研究

针对粉末冶金高温合金材料的铣削特性,选择了合理的铣刀盘和刀片材质.通过刀具磨损与寿命对比试验优选出了最佳的刀片几何参数,并给出了铣削过程中硬质合金铣刀片的典型磨、破损形态.研究结果表明:TiAlN-TiN涂层硬质合金刀片适于精铣粉末冶金高温合金,在30～70 m/min的铣削速度范围内,刀具寿命可达20～108 min.由于材料切削温度高和机械冲击严重,涂层刀具的主要失效形式为:崩刃和前刀面的剥落,其主要机理为高温条件下磨粒磨损、粘结磨损、扩散磨损和疲劳损坏的综合作用.     

涂层刀具及其合理使用

涂层刀具是提高刀具耐用度、切削效率和高效切削难加工材料的有效途径之一。但涂层刀具使用的效果与涂层方法、涂层材料、涂前刀具处理以及刀具的合理使用等有关,本文就上述问题作了综述。     

硬质合金高温化学气相沉积TiC涂层工艺研究

采用高温化学气相沉积在YG8基体上制备TiC涂层, 研究沉积温度、沉积时间、H₂流量、H₂/CH₄(流量比)以及TiCl₄流量对镀层的抗弯曲强度、膜基结合力及表面显微硬度的影响, 并通过正交试验优化工艺参数。结果表明:当沉积温度为1 000℃, 沉积时间为90 min, H₂流量为400 ml, H₂/CH₄(流量比)为15:1, TiCl₄流量为80 mL时, 镀层具有优良的性能, 抗弯曲强度达到1 100 N, 表面显微硬度达到3 228 HV, 膜基结合力达到90 N。       

氮铝钛表面涂层刀具技术在切削加工中的应用

采用氮铝钛(TiAlN)涂层硬质合金刀具对不锈钢、模具钢进行切削实验,并与未涂层硬质合金刀具的寿命作比较.研究了TiAlN涂层刀具与未涂层硬质合金刀具在不同的切削参数下的刀具磨损状况,利用扫描电子显微镜对磨损后的刀具表面形貌进行了分析.同时深入研究TiAlN涂层刀具的切削长度与刀具磨损量之间的定量关系.结果表明:TiAlN涂层刀具有优良的物理性能、力学性能和很高的耐磨性能,与未涂层刀具相比,大幅提高了刀具的耐用度,是切削不锈钢、模具钢等难加工材料的理想刀具材料.     

涂层刀具铣削Ti6A14V刀具寿命及切削参数优化

对涂层硬质合金刀具高速干铣削Ti6A14V进行了正交试验,获得了刀具寿命的经验公式,并利用扫描电镜(SEM)和能谱(EDS)分析了刀具的磨损形态和磨损机理,粘结、扩散及氧化是涂层刀具的主要磨损机理.最后,利用等寿命-效率响应曲面法,对刀具铣削Ti6A14V 的切削参数进行了优化.效率不变的情况下,低速大切深可提高刀具寿命.     

沉积参数对CVD的TiN涂层性能影响

CVD TiN 涂层硬度随沉积温度和气体总流量的增加而增加。沉积温度高于1323K,Cr12M_0V 基体表面生成的是 Ti(C,N)复合涂层。其硬度和粘附性能均高于 TiN 涂层,最高维氏硬度达到3363kg/mm~2。Gr12MoV 基体,沉积金黄色、粘附性能好,维氏硬度高达2000—2500kg/mm~2。TiN 涂层最佳沉积条件是:TiCl_4蒸发温度313K,1:2N—H 摩尔比,1323K 沉积温度和2400Cm~3/min 气体总流量。(220)方向择优成长,随气体线速度增加或沉积温度升高而增加。     

SiC涂层的快速气相沉积

介绍了一种采用化学气相沉积技术，利用SiCl4 CH4体系快速沉积SiC涂层的方法，并讨论了工艺条件对沉积过程的影响．结果表明，采用SiCl4 CH4体系在900℃便可实现SiC的快速沉积，此方法所得SiC涂层的纯度不高，但适用于制备构件的抗烧蚀涂层．     

硬质合金刀片上微波等离子沉积(类)金刚石薄膜结构

本文报导采用最新的微波等离子体技术在硬质合金刀具上沉积的碳膜的结构.经扫描电镜、拉曼光谱、X射线衍射和光电子能谱分析,确定此沉积膜为类金刚石薄膜,其结构既不同于具有完整空间排列规律的金刚石结构,也不同于空间排列无层次的无定形碳膜结构,而是介于二者之间. 扫描电镜观察还表明,沉积膜与基体附着性和耐磨性能良好。     

Heat Resistance of TiN Coated HSS Tools

The cutting friction, cutting deformation, producing heat, conducting heat, temperature field of TiN coated HSS tools in the cutting process are discussed profoundly. In order to make clear the heat property of TiN coated tools, from the micromechanism angle, the relationship of the heat property and the crystal structure of TiN compound is analyzed, and the regularity of TiN compound crystal structure changing with temperature ris-ing is sought. The difference of the wear resistance and heat resistance of TiN coated tools deposited by c1 and c2 depositing techniques is proved by tests. The conclusions will offer the theoretical basis for correct design of geo-metrical parameters of TiN coated tools, rational selection of cutting regimes and optimization of the depositing technique.     

涂层刀具高速铣削高温合金GH2132磨损形态及磨损机理

用2种硬质合金涂层刀具进行铁基高温合金GH2132的高速干铣削试验,采用电子扫描显微镜(scanning electron microscopy,SEM)观察刀具的磨损形貌,对刀具的主要磨损机理进行了分析.结果表明:刀具的磨损形态主要是后刀面磨损;KC725M涂层由TiN、TiAlN组成,涂层易剥落;KC525M涂层只有1层TiAlN,涂层不易脱落,但由于机械冲击产生沟槽磨损,形成应力集中,导致在切削刃处产生较大的磨损;不论KC525M还是KC725M,涂层剥落后,切削区产生的瞬时高温均使基体中粘结相发生软化,造成硬质相颗粒脱落和基体的剧烈磨损.研究结果可用于指导高速切削刀具材料的设计、合理选用及刀具磨损控制.     

基于热力学的硬质合金刀具扩散磨损

高速切削钢件的时候,切削温度高达800-1 000℃,扩散磨损成为硬质合金刀具的一个主要磨损原因.从热力学的角度研究硬质合金刀具扩散磨损规律,利用硬质合金组分中4个碳化物的标准生成热及其不同温度下的相对焓值计算它们的绝对焓值,计算4种碳化物在不同温度下分解溶入铁中的浓度值,用吉布斯自由能判据分析高温下扩散反应发生的规律,实验结果与理论分析吻合较好,研究结果对刀具材料的研究和设计提供参考.     

硬质合金刀具切削性能的模糊聚类分析

本文采用模糊聚类分析的方法,根据刀具材料切削性能与其物理-机械性能之间的内在联系,以株洲硬质合金厂和自贡硬质合金厂最近出品的20种硬质合金刀具材料为例,进行了模糊聚类分析,将不同牌号的刀具材料按其切削性能的相似性聚类分组.这是用数值分析的方法代替部份切削试验以识别刀具材料切削性能,并为用户选用刀具材料提供某种指导性资料的一种尝试,这种方法的推广应用,必将带来一定的经济效益.     

MoS2-Zr复合涂层刀具的切削性能研究

刀具表面涂覆MoS2固体润滑涂层能够降低刀具在切削过程中的摩擦力,改善切削工况,然而存在涂层硬度低、高温下性能衰减快等缺陷.文中采用中频磁控溅射和多弧离子镀相结合的工艺,在硬质合金基体表面制备了MoS2-Zr复合涂层,分析了涂层的力学性能和涂层刀具的切削性能.结果表明,在低速切削条件下,MoS2-Zr复合涂层刀具的切削性能显著提高.     

粉末法被覆碳化铌工艺的研究

介绍了用粉末法被覆碳化铌工艺代替盐浴被覆金属碳化铌工艺，并给出实验结果。该法成本低，被覆剂可重复使用，对于单件或小批量工件的表面强化极为方便。     

硬质合金圆体成形车刀的设计

硬质合金圆体成形车刀主要用在自动或半自动车床上大批量加工金属回转体的复杂型面。特别是在密封轴承的防尘盖槽加工中起着十分重要的作用。其优点是加工精度高、加工型面复杂、生产效率高、刀具寿命长、稳定性好、刃磨调整方便,但是它的设计计算繁琐。本文根据圆体成形车刀的设计理论,介绍一种非常实用的硬质合金圆体成形刀具的结构以及精确、快速的刀具廓形设计方法 ----查表法及其相关参数。