钛合金切削过程表层微观特性的试验研究

金属已加工表面表层微观组织结构严重影响工件的性能,采用单因素试验法对TC4钛合金棒材进行车削加工、线切割取样、金相试样制作及显微观察等试验,研究与分析切削用量对表层的影响。研究表明,表层微观组织随进给量变化显著,随切削速度和背吃刀量变化不明显。对金相组织研究发现,进给量增大时表层晶粒被细化拉长,并产生扭曲,晶粒变形深度加深,塑性变形区越来越厚;粗糙度与表层微观组织存在相互关系,在本试验条件下,表层塑性变形越大,粗糙度越大,表层微观组织结构对表面质量产生一定影响。     

7715C钛合金喷嘴的切削加工

本文介绍了7715C钛合金喷嘴的切削加工，对加工中出现的各种问题，分析产生的原因，制定了适当的加工工艺，并提出了各种保证措施。     

β型Ti40阻燃钛合金铸态组织高温变形的微观组织

Ti40(Ti-25V-15Cr-0.2Si)阻燃钛合金是β型钛合金。铸态组织中存在不同位向的孪晶,大孪晶中有许多平行的二次孪晶,沿孪晶界诱发微裂纹;高于850°C变形因动态回复形成了位错亚晶,变形温度越高亚晶越明显;850～1000°C变形孪晶与晶界交互作用及孪晶间的交互作用产生了微裂纹;孪晶的精细结构为位错;1100°C变形合金中不存在孪晶,在一些区域存在层错     

钛合金切削中刀具材料选用及加工工艺介绍

由于钛合金具有比重小,比强度与热强度高,热稳定性和抗腐蚀性好,可以显著地减轻产品重量,提高推重比、结构的抗热能力和可靠性,所以在航空、航天、石油、化工、造船等部门得到广泛应用,几年来,由于产品结构要求,我们在钛合金的切削加工工艺上进行了一些探索,下面就此作一介绍.     

钛合金材料的切削加工

钛合金材料的切削加工,历年是从事机械制造的技术人员感兴趣的问题。笔者根据多年的实践,整理出一套实用的加工方法。本文得出的结论及实际数据可供钛合金材料的切削加工部门参考。     

钛合金二维微观组织结构的计算机重构技术研究

为克服现有计算机重构算法的不足,提出基于几何特征提取和可视化仿真相结合的高效计算机重构算法。以钛合金材料的扫描电子显微镜实验数据为依据,在进行晶粒轮廓几何特征分离提取的基础上,基于计算机语言进行材料二维微观组织结构的可视化设计,最终实现了钛合金材料二维微观组织多晶粒拓扑结构的计算机重构。     

切削薄片钛合金

TC4高强度钛合金由于特殊的机械加工性能,属于难加工的特殊合金材料,又是薄片形钛合金,它们的装夹、车削都存在很多问题,只有通过合理的加工工艺和必要的加工手段,才能保证零件的精度。     

钛合金材料切削加工参数优化和实验研究

根据正交实验的数据,利用Regress函数得出了刀具前角、刀具后角和切削速度对切削力和切削温度的回归函数,然后通过多目标遗传优化计算,将切削力和切削温度的回归函数作为主要优化目标,将材料去除率和切削功率的优化作为辅助目标进行优化计算,得到最优工艺参数,最后通过切削力和温度场的工艺试验验证优化结果。     

TC21钛合金绝热剪切带内微观组织与性能研究

本文采用分离式霍普金森压杆(Hopkinson Bar)装置系统,对TC21钛合金进行室温高应变速率(700~2100~(s-1))动态剪切试验,通过光学显微镜、显微硬度分析仪及扫描电镜研究了TC21钛合金绝热剪切带内微观组织与性能。结果表明:绝热剪切带宽度约为10μm,由过渡区域的变形组织和中间部位的细小等轴晶组成,剪切带内等轴晶粒表现为各向同性;剪切带内的显微硬度值高于基体组织,是由应变速率强化和应变强化与热软化相互作用的结果。     

钛合金高速切削加工试验研究进展

钛合金因优越的性能而被广泛应用于航空航天和武器装备等领域,但由于切削加工性较差,在高速切削中易出现切削力大、切削温度高和刀具磨损严重等问题,因此,学者们针对钛合金高速切削加工进行了大量试验研究.本文对近年来钛合金高速切削领域的国内外研究进展进行了总结,重点分析了在锯齿形切屑、切削力、切削温度、加工表面质量和刀具磨损方面...     

钛合金TC11车削中已加工表面质量试验研究

为了研究车削钛合金TC11时切削速度和刀具磨损对已加工表面质量的影响,选用涂层硬质合金刀片CNMG120408在不同切削条件下进行车削试验,分析后刀面磨损量随切削时间的变化规律;对比磨损刀具与新刀具切削的工件表面,观察表面粗糙度、表面形貌、显微硬度以及表层微观组织情况,分析切削速度和刀具磨损对已加工表面质量的影响规律。试验结果表明:在刀具磨损初期,即新刀具切削时,切削速度从60m/min增加到100m/min,刀具磨损程度增大,表面粗糙度值降低,硬化层深度减小,加工硬化程度略微增大,表面塑性变形层深度减小;在刀具磨损终期,不同切削速度下的表面粗糙度增大,表面形貌变差,硬化层深度和加工硬化程度增加,表面变形程度增大,塑性变形层深度增加。     

钛合金切削加工表面残余应力有限元仿真

采用Johnson- Cook失效准则,建立了钛合金的二维正交切削热-机械应力耦合有限元仿真模型,分析计算了不同切削条件下已加工表面残余应力的分布规律.结果表明:已加工表面层残余应力为拉应力,沿着深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力.表面残余应力随着切削速度的增大而增大,在一定的前角变化范围内,随着刀具前角的增大,表面残余拉应力先增大后减小,而随着刀具后角的增大却减小.各加工参数对残余应力层的厚度影响都很小.     

钛合金切削加工表面残余应力有限元仿真

采用JobnSOn—Cook失效准则,建立了钛合金的二维正交切削热一机械应力耦合有限元仿真模型,分析计算了不同切削条件下已加工表面残余应力的分布规律。结果表明：已加工表面层残余应力为拉应力,沿着深度方向由拉应力逐渐过渡到压应力。表面残余应力随着切削速度的增大而增大,在一定的前角变化范围内,随着刀具前角的增大,表面残余拉应力先增大后减小,而随着刀具后角的增大却减小。各加工参数对残余应力层的厚度影响都很小。     

钛合金和镍合金加工用新型刀具材料的研究进展

对钛合金和镍合金加工用新型刀具材料的种类、特性等研究现状进行了综合评述,详细阐述了涂层和无涂层硬质合金刀具、聚晶金刚石刀具、立方氮化硼刀具、陶瓷刀具在钛合金和镍合金材料加工过程中的磨损及切削加工后的表面完整性问题,并指出了当前研究中存在的问题和未来的发展趋势。     

钛合金的表面强化技术

钛合金具有比强度高、耐蚀性好、耐热性高及良好的生物相容性等优点,被广泛应用于航空航天,船舶制造,生物医学等领域,但其硬度低,粘着磨损敏感,表面耐疲劳和耐磨损性能差等缺点使其应用受到限制。本文综合评述了表面强化技术在钛合金中的应用现状、存在的问题及研究进展。     

钛合金加工表面晶体塑性模拟和分析

基于晶体塑性理论对TC4钛合金正交切削加工表面进行了织构的模拟仿真和分析。建立了TC4钛合金切削有限元仿真模型,通过正交切削实验中切屑形态特征和切削力验证了仿真模型的合理性和可靠性。采用所建立的仿真模型提取并分析了钛合金切削加工表面剪切塑性应变和应变率随时间的变化规律,并利用Taylor多晶体模型以及Voce硬化模型对加工表面织构进行了模拟,获得了极图和ODF图。对图像进行分析后结果表明,切削加工表面出现了典型的柱面织构和剪切织构。     

已加工表面变质层的发展研究

表面变质层作为工件的最表层,对工件的物理及使用性能有极大的影响,因此,研究已加工表面变质层对改善工件加工性,提高其使用性能有重要意义。基于国内外学者的研究成果,总结了不同加工方式下已加工表面变质层的微观组织、形成机理、加工参数对变质层的影响规律以及变质层厚度的建模与预测等方面的研究进展,指出了存在的问题,展望了该研究领域未来需要深入探索的研究课题。揭示表面变质层的微观组织、形成机理和正确预测已加工表面变质层厚度,对改善工件表面质量和切削加工性、指导摩擦学设计都具有重要意义。     

钛合金车削技术研究

采用相对切削加工分析法分析钛合金难加工性及影响钛合金车削加工的因素。通过刀具材料、角度选择、切削要素和热处理方法的制定,提高车削钛合金的切削性及零件加工质量。     

预应力砂带磨削钛合金表面完整性的试验研究

为了提高钛合金加工表面的抗疲劳性和抗腐蚀性,基于预应力砂带磨削原理,进行不同预应力条件(0、100 MPa和200 MPa)下的钛合金砂带磨削试验。通过检测、分析不同预应力条件下磨削后工件的表面完整性,获得不同预应力对工件表面残余应力、粗糙度、硬度及表面形貌的影响规律;并在砂带磨粒模型的基础上,揭示预应力砂带磨削对残余应力和表面形貌的作用机理。结果表明:在材料的弹性范围内施加预应力并进行磨削能够主动加强工件表面的残余压应力状态;随着预应力的增加,残余压应力的大小呈现逐渐递增的趋势;预应力砂带磨削对表面硬度的影响甚小,且在一定范围内不随预应力的变化而变化;采用预应力砂带磨削能够得到较好的表面形貌,但会使粗糙度有微量增加。