高速干车削钴基高温合金的陶瓷刀具磨损机理研究

针对难加工材料钴基高温合金GH605,采用Al2O3基和Sialon基陶瓷刀具进行高速干车削试验,分析在不同切削速度下的刀具后刀面磨损量、刀具磨损形式以及磨损机理.研究表明:Sialon基陶瓷刀具后刀面磨损量大于Al2O3基陶瓷刀具后刀面磨损量;Al203基陶瓷刀具主要磨损形式为前后刀面的正常磨损、前后刀面的非正常剥落和微崩刃,低切削速度时磨损机理主要为磨粒磨损、黏结磨损,高切削速度时还伴有氧化磨损;Sialon基陶瓷刀具磨损形式主要以破损为主.该研究可以为高速干车削钴基高温合金的高性能陶瓷刀具的设计、刀具寿命预测等提供理论指导.     

TiB2基陶瓷刀具切削不锈钢时的切削性能研究

研究了新型TiB2基陶瓷刀具切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti时的切削性能.研究发现:BT30刀具表现出良好的切削性能.其中采用0°前角的刀具比-5°前角的刀具表现出更好的耐磨性.刀具的磨损形式为后刀面磨损和前刀面磨损,后刀面磨损机理为磨粒磨损,前刀面磨损机理为扩散磨损.     

基于刀具磨损的车削参数优化实验

切削参数的优化技术研究一直是机械制造领域关注的焦点。面向车削加工,研究了基于最佳切削温度下切削参数的确定方法。通过车削加工试验,经数据分析、处理得到切削温度的方程.通过构建的单位切削面积刀具的相对磨损值与切削温度的关系确定最佳切削温度,建立了切削用量的优化模型,也分析了最佳切削温度时刀具的磨损机理。通过研究,为车削参数的优化探索了新途径,同时也为实用化切削数据库的构建提供了依据。     

PCBN刀具高速切削镍基高温合金切削力及刀具磨损试验研究

高速切削加工过程中切削参数的选择对刀具切削性能具有较大的影响。镍基高温合金因在高温条件下仍具有较高的抗疲劳强度、屈服强度、抗拉强度等特点,被广泛应用于航空航天、船舶、核电等行业。但是镍基高温合金的切削加工性能差,主要表现在切削力大、切削温度高、刀具磨损现象严重等方面。本文从切削速度、进给量、切削深度等切削参数对切削力的影响进行研究,同时对PCBN刀具磨损形貌进行分析。采用PCBN刀具进行高温合金车削试验,得到PCBN刀具切削高温合金GH4169时切削参数对切削力的影响规律,并探讨不同刀具磨损形貌产生的原因,为高温合金高速切削加工参数制定及工艺优化提供一定参考。     

低碳车削高温合金切削参数优化研究

为了提高车削加工过程中的能源利用率,降低车削钴基高温合金GH605的碳排放量,通过车削GH605合金的单因素试验分析车削碳排放随切削参数的变化趋势与原因,并基于建立的车削碳排放模型进行响应曲面参数优化,研究切削用量三要素对车削碳排放的影响。通过方差分析得出,切削用量三要素对车削碳排放的影响主次顺序为a_p>f_z>v_c;经过响应面优化得到低碳排放的最优切削参数为v_c=128.85m/min,a_p=0.18mm,f_z=0.19mm/r,车削碳排放量为35.47g-CO₂。     

TiAlN涂层刀具对20CrMnMo钢的干切削与磨损性能研究

采用物理气相沉积法(PVD)在硬质合金刀具上沉积TiAlN涂层。在CA6140A普通车床上用TiAlN涂层刀具对20CrMnMo钢进行干切削试验,分别运用单因素试验方法和正交试验方法获得不同参数条件下的切削力值。运用单因素试验法获得不同参数条件下的刀具磨损形貌,并进行EDS分析。研究结果表明:背吃刀量与进给量的变化对切向力的影响最显著,对径向力影响最不明显;切削速度的增加对三向力变化影响较小,其中切向力变化为先减小、后增大、再减小、最后趋于平稳。TiAlN涂层刀具切削20CrMnMo钢切削力的最优切削参数组合为A3B1C1。背吃刀量和切削速度的增加都对刀具磨损影响较为明显,进给量的增加对刀具磨损影响最小。     

钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料的摩擦磨损性能

利用热压烧结法制备了钢纤维和硅酸铝纤维混杂增强陶瓷基复合材料,探讨了硅酸铝纤维含量对该复合材料摩擦磨损性能的影响,借助扫描电子显微镜(SEM)观察了复合材料的磨损表面形貌,并分析了其磨损机理。结果表明:随硅酸铝纤维含量的增加,复合材料的摩擦因数增大;高温下复合材料的耐磨性能随硅酸铝纤维含量的增大而降低;未添加硅酸铝纤维复合材料的磨损形式主要表现为脆性脱落和疲劳磨损,并伴有磨粒磨损;添加了硅酸铝纤维的陶瓷基摩擦材料的磨损形式均以粘着磨损为主。     

PCD刀具高速车削和铣削钛基复合材料的切削温度研究

使用聚晶金刚石刀具,在切削速度为15-150m/min范围内对体分比为0-10%的颗粒增强及颗粒/晶须混合增强钛基复合材料进行车削和铣削试验。分别采用自然热电偶和半自然夹丝热电偶法对车削和铣削时的切削热电势进行了测量,并用比较法快速标定系统对热电势进行了标定。结果表明:PCD刀具切削钛基复合材料时,切削温度随切削速度的增加而显著增加,切削速度从15m/min增大到150m/min时,切削温度从260℃增加到590℃。研究发现,刀具磨损对切削温度存在显著影响,磨损刀具(VB=0.1mm)比新刀的切削温度普遍高60-90℃。切削体分比为5%钛基复合材料时的温度高于其基体材料(钛合金TC4)的切削温度,但随增强相含量的进一步增大,切削温度反而略有降低(降低5%)。由于PCD刀具在较高速度下切削钛基复合材料时切削温度接近或超过PCD刀具在空气中的使用温度,切削过程中刀具会发生明显的化学磨损,从而在前刀面形成显著的月牙洼磨损形态。     

TiB2基陶瓷刀具切削淬火45钢时的切削性能研究

研究了新型TiB2基陶瓷刀具连续切削淬火45钢时的切削性能.研究发现:刀具的主要磨损形式是前后刀面磨损,低速下的磨损机理为磨粒磨损,高速下BA30刀具的磨损机理为磨粒磨损,BT30刀具后刀面磨损机理为磨粒磨损,前刀面磨损机理为氧化磨损,BA30刀具的切削性能优于BT30刀具.     

镍基高温合金加工中铣削非标刀具的设计

以航天飞行器产品中(采用GH4169材料)结构复杂、加工精度要求高的测试转接阀体为例,对自行设计的整体硬质合金非标铣刀进行反复切削试验以确定刀具的几何角度和切削参数。试验结果表明,工件加工质量完全符合设计要求,且加工效率提高60%,产品合格率提高30%,刀具配置数量减少30%。     

陶瓷刀具和PCBN刀具磨损形态的研究

对陶瓷刀具(CC650)和PCBN刀具(CB20)精车淬硬GCr15轴承钢时的刀具磨损形态及性能进行了对比试验；结合扫描电镜对刀具的磨损形态作观察；分析了刀具磨损特征及磨损机理。结果表明：刀具损坏的形态主要为前刀面磨损、后刀面磨损、微崩刃及破损等；陶瓷刀具和PCBN刀具的前后刀面磨损形态不同于典型的磨损形态，陶瓷刀具主后刀面的磨损量要比PCBN刀具的磨损量小。但两种刀具均适合于淬硬钢的精加工工序。     

陶瓷刀具切削加工时的磨损与润滑

结合国内外的研究现状 ,对陶瓷刀具切削加工时的磨损、润滑以及陶瓷刀具与加工对象的最佳匹配问题进行了综合评述     

TiB2陶瓷颗粒增强电弧喷涂涂层滑动磨损性能的研究

采用电弧喷涂含TiB2陶瓷粉末的粉芯丝材,在低碳钢基体上制备了NiCr-TiB2和304L-TiB2金属基复合涂层,在摩擦磨损试验机上研究了按环/块线接触方式作往复运动条件下无润滑时室温下的摩擦磨损性能,利用光学显微镜、扫描电子显微镜和X射线衍射仪对涂层的显微组织结构、磨损表面及其相组成进行分析。结果表明,涂层的相对耐磨性能远高于碳钢基体,约为9到11.5倍。304L-TiB2涂层的低磨损率除了与硬质相有关,还和涂层具有较高的硬度有关。NiCr-TiB2涂层的耐磨性能好,细小的TiB2陶瓷相在局部涂层中连成网状,与基体结合良好,有效提高了涂层的磨损性能。     

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。     

氮化硅陶瓷刀具的切削性能及其应用

阐述了氮化硅陶瓷刀具的切削性能及其在实际应用中应该注意的问题 ,为在机械加工行业中推广应用陶瓷刀具作了初步的探讨     

陶瓷刀具的发展与应用

综述了氧化铝系和氮化硅系两类陶瓷刀具的发展现状 ,阐述了这两类陶瓷刀具的力学性能与切削性能 ,讨论了它们的特点、加工范围以及适合的切削加工用量 ,提出了刀具选择及使用要点     

钛合金切削的刀具问题及对策

根据对钛合金切削加工性的分析,针对钛合金切削刀具的主要问题,提出了从刀具入手解决钛合金切削加工问题的思路,以及合理选择刀具材料、确定刀具几何参数、刃磨刀具、冷却润滑的一般原则及方法。     

陶瓷刀具材料切削加工G4335V高强钢时的耐磨性能研究

本文对Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ陶瓷刀具材料切削加工Ｇ４３３５Ｖ高强钢时的切削性能和耐磨性进行了试验研究。结果表明：在低速切削条件下，Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ陶瓷刀具和硬质合金刀具（ＹＴ１５）的抗后面磨损能力相差不大，而在高速切削条件下，前者的抗后面磨损能力远高于后者。Ａｌ２Ｏ３／ＴｉＣ陶瓷刀具前面的磨损形式主要为粘结磨损，后面的磨损形式主要为磨粒磨损。     

PCBN刀具的合理使用及磨损对策

介绍了PCBN刀具适用的加工材料以及刀具几何参数、切削用量、刀片牌号的合理选择方法 ,针对PCBN刀具在实际加工中的常见磨损、破损形式提出了具体改善措施