镍基粉末高温合金的铣削加工

为了研究镍基粉末高温合金的切削加工性,用整体硬质合金TiC涂层和未涂层立铣刀对镍基粉末高温合金FGH95进行铣削试验.通过研究铣削力、铣削温度与铣削用量之间的关系,分析硬质合金刀具的磨损、破损机理,观察其切屑形态,得出了镍基粉末高温合金FGH95的铣削力和铣削温度经验公式.试验表明：硬质合金涂层刀具加工镍基粉末高温合金FGH95的性能要明显优于未涂层刀具,未涂层刀具的崩刃现象严重,涂层刀具最佳铣削速度为40m/min,铣削速度对铣削温度的影响最大,并且随着铣削速度的提高形成了锯齿状切屑.     

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.     

干式铣削300 M超高强度钢刀具磨损试验研究

针对300 M超高强度钢在加工过程中因刀具磨损造成的刀具快速失效问题,采用硬质合金涂层刀具进行了300 M钢干式铣削试验研究;通过极差分析法研究了铣削参数对刀具磨损的影响规律;以铣削速度为单一变量进行单因素试验,对刀具的磨损形式进行了分析,最后通过能谱分析揭示了刀具的磨损机理。试验结果表明:铣削速度对刀具磨损的影响最大,进给速度次之,铣削宽度最小。铣削速度越高,刀具磨损、崩刃现象越严重。刀具在磨损过程中依次经过涂层脱落,硬质合金基体材料磨损和崩刃3个阶段。刀具前刀面的月牙洼磨损随铣削速度和铣削长度的增加而增大。刀具的磨损机理为磨粒磨损、粘结磨损和氧化磨损。     

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.     

ZrN/TiN复合涂层刀具的制备及切削性能

采用中频磁控溅射和电弧离子镀2种方法组合，在YG6硬质合金基体上沉积ZrN/TiN复合涂层.研究了复合涂层刀具的制备工艺，并对复合涂层刀具的性能参数进行了测试.通过切削试验研究了ZrN/TiN涂层对硬质合金刀具切削性能的影响，并与未涂层刀具的切削效果做了对比.结果表明：ZrN/TiN涂层提高了硬质合金刀具的硬度，降低了涂层刀具的切削力，提高了涂层刀具的耐磨损能力.     

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.     

铣削508Ⅲ钢不同涂层对刀具切削性能影响

核电水室封头部件属于难加工零件,材料为508Ⅲ高强度钢。针对铣削加工过程中刀具切削性能差、寿命短与加工效率低等问题,首先对涂层硬质合金刀具进行切削仿真,从切削温度和应力方面,分析涂层对刀具切削性能影响;然后进行铣削508Ⅲ钢涂层刀具磨损实验,通过刀具磨损观测及前刀面形貌分析,探究涂层对刀具磨损与刀具寿命的影响;最后进行涂层性能对比实验,讨论不同类型涂层、涂层厚度和不同涂层热扩散率对硬质合金刀具铣削508Ⅲ钢切削过程影响。研究结果为铣削水室封头硬质合金刀具开发及核电零件高效加工等提供技术支持。     

ZrN／TiN复合涂层刀具的制备及切削性能

采用中频磁控溅射和电弧离子镀2种方法组合，在YG6硬质合金基体上沉积ZrN／TiN复合涂层．研究了复合涂层刀具的制备工艺，并对复合涂层刀具的性能参数进行了测试．通过切削试验研究了ZrN／TiN涂层对硬质舍金刀具切削性能的影响，并与未涂层刀具的切削效果做了对比．结果表明：ZrN／TiN涂层提高了硬质合金刀具的硬度，降低了涂层刀具的切削力，提高了涂层刀具的耐磨损能力．     

汽车刹车片加工专用涂层刀具性能试验研究

汽车刹车片材料属于耐磨材料,用普通硬质合金刀具加工汽车刹车片时,由于刀具容易磨损,需频繁换刀,致使生产效率低、生产成本大大增加。金刚石涂层刀具具有良好的切削加工性。为了优化汽车刹车片的制备刀具,采用CVD金刚石涂层刀具和硬质合金刀具对汽车刹车片进行钻削试验,对比分析了2种刀具的轴向力、扭矩与转速和进给量的关系及刀具的磨损情况。     

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.     

氮铝钛和金刚石涂层刀具干切削磨损性能的研究

干切削是一种新型的绿色制造方式,它可消除切削液带来的一系列负面影响。本文通过选用氮铝钛和金刚石两种涂层刀具（基体采用硬质合金）,在干切削和湿切削条件下对相同工件材料进行加工试验,探讨其切削性能及磨损机理,阐明了这两种新型涂层刀具在干切削加工中广泛的应用前景。     

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.     

Tool wear performance and surface integrity studies for milling DD5 Ni-based single crystal superalloy

Based on the results of slot milling experiments on the DD5 Ni-based single crystal superalloy(001) crystal plane along the [110]crystal direction, in this paper, efforts were devoted to investigate the tool wear process, wear mechanism and failure modes of the physical vapor deposition(PVD)-AlTiN and TiAlN coated tools under dry milling and water-based minimum quantity lubrication(MQL) conditions. The scanning electron microscope(SEM) morphological observation and energy dispersive X-ray spectroscopy(EDX) elements analysis methods were adopted. Moreover, under the water-based MQL condition, the surface integrity such as surface roughness, dimensional and shape accuracy, microhardness and microstructure alteration were researched. The results demonstrated that the tool edge severe adhesion with the work material, induced by the high Al content in the PVD-AlTiN coating caused the catastrophic tool tip fracture. In contrast, the PVD-TiAlN tool displayed a steady and uniform minor flank wear, even though the material peeling and slight chipping also occurred in the final stage. In addition, due to the high effective cooling and lubricating actions of the water-based MQL method, the PVD-TiAlN coated tool demonstrated intact tip geometry; consequently it could be repaired and reused even if the failure criterion was attained. Moreover, as the accumulative milling length and the tool wear increased, all indicators of the surface integrity forehand were deteriorated.     

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.     

马氏体耐热型不锈钢的切削试验研究

马氏体耐热型不锈钢是超耐热、超强度合金钢,属于难加工材料。结合切削试验的数据分析,讨论了马氏体耐热型不锈钢的机械性能、PVD涂层和CVD涂层刀具的比对、以及切削用量的选择。     

AlCrSiN涂层刀具干车削Ti-6Al-4V钛合金的切削性能研究

使用未涂层的和AlCrSiN涂层的硬质合金车刀片以3种切削速度干式车削Ti-6Al-4V钛合金.研究发现AlCrSiN涂层刀片的切削寿命在各切削速度下都超过无涂层刀片,而切削力、切削温度和工件表面粗糙度3项指标均低于无涂层刀具,说明AlCrSiN涂层能够有效地保护基体从而维持刀具的锋利度.2种刀具在切削过程中均出现切削...     

The Stress Distribution and Thermal Behavior of TiBN and TiBN／TiN Coatings in Milling AISI H13 Work Tool Steel

The FEM model of TiBN ant TiBNI TiN coated cutting tool in milling of H13 steel was developed. Process variables such as temprature and stress in the coating layer as well as in the substrate were analyzed. The efficacy of the present FEM analysis was verified by conducting controlled milling experiments on AISI H13 to collect the relevant tool life and force data. The results show that the stress in a coated tool can significantly be reduced compared to an uncoated cutting tool, possibly due to surface coatings improving the tribolagical properties of cutting tools. Coatings with good thermal properties also help to improve the thermal behavior of cutting tool.     

涂层刀具在机械加工中的应用实例

在曲轴和连杆加工中采用涂层与未涂层刀具进行对比试验,并通过光学显微镜对每种刀具的寿命和磨耗进行了观察和分析.结果表明,涂层刀具较未涂层刀具相比,刀具磨耗更小,刀具寿命更长,并且可提高加工效率和加工件的精度.