先进陶瓷刀具材料的破损性能

研究了稀土补强Ａｌ２Ｏ３／（Ｗ,Ｔｉ）Ｃ陶瓷刀具材料的破损性能,发现在断续切削淬硬４５钢时,该刀具材料具有较镐的抗破损性能,其抗破损性能比相应不含稀土的Ａｌ２Ｏ３／（Ｗ,Ｔｉ）Ｃ陶瓷刀具材料提高约２０％,在不同的切削条件下,疲劳裂纹和热裂纹是造成刀具材料失效的主要原因。     

Al2O3—TiB2陶瓷刀具材料的研制和应用

本文讨论了Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＢ２陶瓷刀具材料ＬＰ１的制备，物理机械性能和微观结构特点。并用切削试验数据表明，这种刀具材料的耐磨性明显优于正在广泛使用的Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ陶瓷刀具材料。     

陶瓷刀具的磨损寿命可靠性

在连续切削的条件下，Ａｌ２Ｏ３基陶瓷刀具的失效形式是以磨粒磨损为主的磨损失效，其磨损寿命服从对数正态分布。提出了利用 Ｍｏｎｔｅ Ｃａｒｌｏ方法同切削试验相结合的方法计算Ａｌ２Ｏ３基陶瓷刀具磨损寿命的经典可靠度与模糊可靠度。结果表明刀具材料的断裂韧度对两种可靠度的影响都较为明显，因而可以利用断裂韧度来估算磨损寿命可靠度。模糊可靠度的计算结果更为合理。     

切削高硬度钢的 Al_2O_3-TiC 陶瓷刀具

采用热压方法制备了含有１０％～５０％ＴｉＣ和不同粒度的Ａｌ２Ｏ３ ＴｉＣ陶瓷刀具，研究了刀具的切削性能。试验表明，在车削合金工具钢时，ＴｉＣ含量为２０％～３０％的微细晶粒陶瓷刀具具有优异的抗剥落性能和最佳的切削效果。     

Al_2O_3－TiC系陶瓷的组织结构和性能

Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ系陶瓷由Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＣ和金属粘结相组成。陶瓷组织为骨架结构相互穿插结合。其颗粒大小为０．５０～１．０μｍ，在ＴｉＣ颗粒内存有细微亚结构，它的尺寸为０．１０～０．２０μｍ。Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ界面结合紧密．但不完全匹配。该陶瓷材料硬度为２４ＧＰａ和９３．７０ＨＲＡ。根据压痕法测得的有关参数，计算所得ＫＩＣ值为５．８６ＭＰａ·ｍ１／２。文中讨论了克服该系陶瓷脆性和提高其韧性的途径。该陶瓷已广泛用于制造切削刀具。     

Al2O3／TiB2复相陶瓷刀具的力学性能及切削特性

研究了以Ａｌ２Ｏ３为基体、ＴｉＢ２为增强相的复合陶瓷的力学性能,通过成分优选,用２０ｗｔ％ＴｉＢ２的Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＢ２陶瓷制作成刀具,并对切削性能和磨损机理进行了探讨。     

Al_2O_3-TiB_2 刀具的磨损特性

对ＴｉＢ２颗粒增强Ａｌ２Ｏ３刀具在车削正火态、调质态４５＃钢和球墨铸铁齿轮坯时的刀具磨损性能、磨损机理进行了研究，并与硬质合金刀具的耐磨性能进行了对比。结果表明：Ａｌ２Ｏ３┐ＴｉＢ２陶瓷刀具具有良好的耐磨性能。刀具磨损主要以脆性剥离为主，同时存在着犁耕和塑性流变过程，陶瓷刀具表面形成的粘结层结构疏松，与基体结合力较弱，较易脱落，不易形成粘结磨损。     

Al2O3/(Ag72Cu28)97Ti3/Ti-6Al-4V界面反应

在１．８　ｋｓ、１　０７３～１　１７３　Ｋ条件下对Ａｌ２Ｏ３／（Ａｇ７２Ｃｕ２８）９７Ｔｉ３／Ｔｉ－６Ａｌ－４Ｖ进行了钎焊试验。通过扫描电镜、波谱、能谱和Ｘ射线衍射对界面反应产物进行了测试，确定了界面结构，并讨论了这些反应产物形成的可能性。结果表明，温度小于１　１２３　Ｋ的界面结构为Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ２Ｔｉ４Ｏ／Ｃｕ４Ｔｉ３＋Ｃｕ固溶体／Ａｇ－Ｃｕ共晶　＋　富Ａｇ相；温度１　１７３　Ｋ的界面结构为Ａｌ２Ｏ３／Ｃｕ３ＴｉＯ５　＋　ＣｕＡｌ２Ｏ４／Ｃｕ４Ｔｉ３／富Ａｇ相＋　Ｃｕ４Ｔｉ３。     

新型陶瓷刀具LD—1的切削性能

对新型陶瓷刀具ＬＤ－１切削超高强度钢和淬硬钢时的切削性能作了试验研究，结果表明，ＬＤ－１刀具较其它Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ系陶瓷刀具更适于断续切削加工，因而具有较大的推广应用价值。     

新型陶瓷刀具LD－1的切削性能

对新型陶瓷刀具ＬＤ－１切削超高强度钢和淬硬钢时的切削性能作了试验研究，结果表明，ＬＤ－１刀具较其它Ａｌ２Ｏ３－ＴｉＣ系陶瓷刀具更适于断续切削加工，因而具有较大的推广应用价值。     

陶瓷涂层刀具切削灰铸铁的试验研究

为了探究陶瓷涂层刀具涂层材质、基体材质对切削性能的影响,试验采用四种陶瓷涂层刀具连续干切削灰铸铁,测试了切削力和切削温度的变化情况以及后刀面的磨损量和已加工表面的粗糙度。结果表明,在刀具基体同为Si_3N_4的条件下,涂层材质为Ti N/Al_2O_3/Ti C的刀具比Ti N/Al_2O_3的切削性能好;在涂层材质同为Ti N的条件下,刀具基体Al_2O_3/Ti CN比Al_2O_3/Ti C的切削性能好。研究发现:四种陶瓷涂层刀具前刀面磨损形式均为微崩刃和月牙洼,后刀面磨损形式均为磨粒磨损和粘着磨损,涂层的磨损形式均为剥落和扩散磨损。     

纳米硬质合金刀具切削Al/SiC_p复合材料的实验

针对SiC颗粒硬度高,切削Al/SiCp复合材料时刀具磨损剧烈,本文提出用具有较高硬度、韧性及良好抗磨损能力的WC-7Co制备纳米硬质合金刀具,并对Al/SiCp复合材料进行了切削实验。研究了纳米硬质合金刀具磨损机理和Al/SiCp复合材料的切屑去除机理,以及刀尖处后刀面磨损值。研究认为,纳米硬质合金刀具磨损的机理为SiC颗粒的微切削作用引起的磨料磨损,及SiC颗粒对刀尖刃口的高频、断续冲击引起的微崩刃及微破损;Al/SiCp复合材料的切削实质是断续切削;去除机理为切屑的崩碎去除;纳米硬质合金后刀面磨损值较普通硬质合金小30%～50%。实验表明,纳米硬质合金较普通硬质合金更适于加工Al/SiCp复合材料。     

微织构(W,Mo)C基刀具和YG8刀具对钛合金干切削性能的影响

刀具切削钛合金时存在切削温度高、单位面积上切削力大等问题,微织构刀具可以有效减小摩擦力,减小切削力。通过正交实验法设计微织构参数,研究微织构参数对Al 2O 3/La 2O 3/(W,Mo)C无黏结相硬质合金刀具以及YG8刀具切削钛合金实验的切削性能影响。实验结果表明,合适参数的沟槽型微织构能有效降低Al 2O 3/La 2O 3/(W,Mo)C无黏结相硬质合金刀具和YG8刀具切削TC4钛合金的切削力,相同沟槽参数下,无黏结相硬质合金刀具的切削力明显低于YG8刀具的切削力;合适参数的沟槽型微织构能有效降低刀具刀屑界面的摩擦系数,相同沟槽参数下,无黏结相硬质合金刀具的摩擦系数大都低于YG8刀具的摩擦系数;沟槽深度10μm、沟槽间距100μm以及沟槽宽度30μm的沟槽参数下,切削钛合金时,无黏结相硬质合金刀具前刀面无明显磨损,后刀面只有边界磨损,YG8刀具发生崩刃,前刀面出现切屑的滞留。     

纳米硬质合金刀具切削Al/SiCp复合材料实验

SiC颗粒具有较高的硬度,使Al/SiCp复合材料在切削时刀具磨损剧烈。纳米硬质合金具有较高的硬度、韧性及良好的抗磨损能力。制备了纳米硬质合金刀具WC-7Co,对Al/SiCp复合材料进行了切削实验,研究了纳米硬质合金刀具磨损机理和Al/SiCp复合材料的切屑去除机理,以及刀尖处后刀面磨损值。研究认为,纳米硬质合金刀具磨损的机理为SiC颗粒的微切削作用引起的磨料磨损,及SiC颗粒对刀尖刃口的高频、断续冲击引起的微崩刃及微破损,Al/SiCp复合材料的切削实质是断续切削;Al/SiCp复合材料去除机理为切屑的崩碎去除;纳米硬质合金后刀面磨损值较普通硬质合金小30%~50%。     

ZTA陶瓷刀具连续切削淬硬T10A时的切削性能研究

研究两种自主研制的新型ZTA(Al2O3/Zr O2)陶瓷刀具切削淬硬T10A时的切削性能。刀具后刀面磨损量随切削深度和切削速度的增加而增大;刀具的主要磨损形态为后刀面磨损;主要磨损机理为后刀面磨粒磨损和部分粘结磨损。     

基于微波烧结的Ti(C,N)/Al_2O_3金属陶瓷刀具切削淬硬钢的试验研究

利用微波烧结技术制备了Ti(C,N)/Al_2O_3金属陶瓷刀具(TA),并通过高速干式切削淬硬钢40Cr(50±2HRC)研究刀具的切削性能,同时与硬质合金刀具YT15进行对比。采用正交试验和极差分析法,以切削参数为优化对象,以工件金属去除率、表面粗糙度和刀具寿命为优化目标,确定了刀具的最佳切削用量。试验结果表明,切削淬硬钢40Cr时,刀具TA的最优切削参数为v=120m/min、a_p=0.3mm、f=0.1mm/r。TA刀具的切削时间为66min,比YT15提高了175%。工件平均表面粗糙度为1.27μm,比硬质合金刀具降低了15.9%。刀具的切削性能优于硬质合金刀具,并且可以实现以车代磨。     

一种Al2O3基陶瓷刀具的切削性能研究

采用热压工艺制备了一种Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具材料,对其进行了切削性能试验,分析了其切削磨损机理并比较了三种陶瓷刀具的切削性能。试验结果表明,在切削淬硬45^#钢和铸铁时,Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具的耐磨性与Al2O3／TiC陶瓷刀具接近,但明显高于Al2O3／TiC／CaF2自润滑陶瓷刀具;Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具的后刀面磨损量随切削速度和背吃刀量的增加而增大。SEM分析发现,在切削淬硬45^#钢和铸铁时Al2O3／Ti（CN）陶瓷刀具后刀面主要磨损形式为磨粒磨损。     

Carbide tool wear mechanism in turning of Inconel 718 superalloy

Wear surfaces of the cutting tools are analyzed to study the wear mechanism of cemented carbide tools in turning in Inconel 718 superalloys. SEM and EPMA analyses indicated that the wear of carbide tools during high speed turning condition (V = 35 m min⁻¹) was caused by diffusion of elements (Ni or Fe) in workpiece into tool's binder (Co) by a grain boundary diffusion mechanism. This action weakened the bonding strength between carbide particles (WC, TiC, TaC) and the binder (Co). The carbide particles were then detached out of the cemented carbide tool by high flow stresses. The proposed grain boundary diffusion mechanism is also confirmed by theoretical analysis.     

铁基粉末冶金材料的高速干切削试验研究

用陶瓷刀具、涂层刀具和硬质合金刀具进行了铁基粉末冶金零件的干切削对比试验,研究了切削速度、切削深度以及进给速度与刀具耐用度和加工表面粗糙度的关系,分析了陶瓷刀具的磨损机理。结果表明所选用陶瓷刀具的切削性能明显优于涂层刀具和硬质合金刀具;陶瓷刀具前刀面主要磨损形式为月牙洼磨损与剥落,后刀面的主要磨损原因为磨粒磨损;认为陶瓷刀具更适合用于粉末冶金零件的切削加工。     

涂层Si_3N_4陶瓷刀具切削性能研究

研究了不同切削参数对TiN+Al2O3涂层氮化硅陶瓷刀具切削灰铸铁的切削性能的影响,使用工具显微镜、SEM/EDS手段分析了涂层氮化硅刀具的磨损机理,实验还采用相同基体氮化硅陶瓷刀具做了对比分析。研究结果显示TiN+Al2O3涂层氮化硅刀具可以承受比较大的切削用量,对提高加工效率有重大意义;还发现涂层氮化硅陶瓷刀具主要失效形式为磨粒磨损,粘结磨损,在较高切削速度条件下前刀面还会出现因化学磨损形成的月牙洼。