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探究合金涂层硬质合金刀具切削铁基高温合金试验

收藏本文 2024-03-12 点赞:7155 浏览:22373 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:铁基高温合金具有塑性大、韧性高、导热性差、加工硬化严重等特点,在切削历程中体现出切削温度高、塑性变形大、切削力大、刀具磨损严重等不足,所以其属于典型的难加工材料。本论文采取具有硬度高、耐磨性好的涂层硬质合金刀具,以切削力、表面粗糙度、刀具磨损、切屑形态等方面进行了切削铁基高温合金GH2132的试验探讨。首先,通过切削力正交试验探讨了切削用量和刀具工作前角对切削力的影响。试验结果表明:切削力受切削深度的影响最为显著,走势成比例变化,进给量影响次之,切削速度影响最小。主切削力Fz大于进给力Fx和切深抗力Fy,进给力Fx最小。此外,通过比较试验发现工作前角对切削力影响很人,负工作前角加工时的主切削力和单位切削力均更人,倡议切削加工铁基高温合金时采取正工作前角。其次,通过正交试验探讨了切削用量对表面粗糙度的影响,通过直观和方差浅析法进行浅析可知,对GH2132车削表面粗糙度的影响方面,进给量f影响最为显著,切削速度v次之,切削深度ap影响不显著。通过极差浅析得到表面粗糙度较好的工艺条件为:切削深度为ap=0.1mm,进给量为f=0.1mm/r,切削速度为v=66m/min。此外,还通过回归浅析得到了切削力和表面粗糙度的经验模型。再次,对刀具磨损进行试验探讨。铁基高温合金切削加工历程中,切削速度对刀具寿命影响很大,当切削速度增大时,涂层硬质合金刀具磨损加剧,寿命降低。涂层硬质合金刀具的前刀面磨损形态主要为月牙洼和沟槽磨损,部分区域涂层脱落。切削速度继续增大时,涂层硬质合金刀具和陶瓷刀具都出现破损,破损形态为崩刃和片状剥落。涂层硬质合金刀具磨损理由最主要为粘结磨损,同时还伴有机械磨损、氧化磨损和扩散磨损,倡议在加工铁基高温合金时,涂层材料要选用化学稳定性更好的涂层。第四,对切屑宏观和微观形态进行浅析。探讨发现卷屑槽对切屑导出影响显著,进而对改善加工表面质量和降低刀具磨损有重要作用。陶瓷刀具在切削历程中,切屑颜色呈现多种变化,表明陶瓷刀具加工中出现很高切削温度。此外,涂层硬质合金刀具切削时,切削速度对切屑的微观形态有很大影响,切削速度增大到一定时切屑呈现锯齿状,形成的主要理由是绝热剪切作用。最后,通过比较试验发现,涂层硬质合金刀具主切削力、切削合力和单位切削力都要显著小于陶瓷FD22型号刀片,体现出更好的切削性能。同时,陶瓷刀具主要以破损为主,出现了崩刃和大面积剥落,致使刀具很快失效,而涂层硬质合金刀具的刀具寿命更长,抗机械冲击性能显著更好,由此本次试验中涂层硬质合金刀具比该型号陶瓷刀片更适合加工铁基高温合金。关键词:铁基高温合金论文涂层硬质合金论文切削力论文表面粗糙度论文刀具磨损论文

    摘要4-5

    Abstract5-9

    1 绪论9-23

    1.1 本课题的探讨背景9

    1.2 高温合金9-17

    1.2.1 国内外高温合金的进展历程10-11

    1.2.2 高温合金的分类11-13

    1.2.3 高温合金的性能特点13-15

    1.2.4 改善高温合金加工探讨15

    1.2.5 铁基高温合金的切削探讨近况15-17

    1.3 涂层硬质合金刀具17-22

    1.3.1 硬质合金刀具涂层技术的探讨近况17-18

    1.3.2 硬质合金刀具涂层的主要策略18-19

    1.3.3 涂层硬质合金刀具的分类19-20

    1.3.4 涂层硬质合金刀具的性能特点20-21

    1.3.5 涂层硬质合金刀具的运用近况和进展走势21-22

    1.4 本课题的主要探讨工作22-23

    2 试验设计与试验步骤23-31

    2.1 试验设计23-28

    2.1.1 工件材料23-24

    2.1.2 涂层硬质合金刀具牌号的选择24-25

    2.1.3 涂层硬质合金刀具几何参数的选择25-27

    2.1.4 比较试验陶瓷刀具的选择27

    2.1.5 切削用量的选择27-28

    2.2 试验部分28-31

    2.2.1 试验目的28

    2.2.2 试验条件、设备及策略28-29

    2.2.3 试验步骤29-31

    3 切削力和表面粗糙度试验结果浅析31-43

    3.1 切削力试验结果浅析31-39

    3.1.1 三向切削力受切削因素影响的直观浅析31-34

    3.1.2 单位切削力浅析34

    3.1.3 极差浅析试验因素的影响程度34-35

    3.1.4 方差浅析试验因素的显著性35-36

    3.1.5 切削力经验模型的建立与浅析36-37

    3.1.6 比较陶瓷刀具切削的切削合力与单位切削力浅析37-39

    3.2 表面粗糙度试验结果浅析39-42

    3.2.1 表面粗糙度受切削因素影响的直观浅析39-41

    3.2.2 极差浅析试验因素的影响程度41

    3.2.3 方差浅析试验因素的显著性41-42

    3.2.4 表面粗糙度经验模型的建立与浅析42

    3.3 本章小结42-43

    4 刀具磨损与切屑形态试验探讨43-63

    4.1 涂层硬质合金刀具和陶瓷刀具磨损比较浅析43-45

    4.1.1 切削速度对两种刀具磨损的影响43-44

    4.1.2 不同切削速度条件下刀具寿命比较浅析44-45

    4.2 具磨损形态浅析45-52

    4.2.1 前刀面磨损45-47

    4.2.2 后刀面磨损47-49

    4.2.3 边界磨损49-50

    4.2.4 具破损:崩刃和剥落50-52

    4.3 刀具磨损理由浅析52-55

    4.3.1 机械磨损52

    4.3.2 粘结磨损52-54

    4.3.3 扩散和氧化磨损54-55

    4.3.4 破损理由55

    4.4 切屑形态浅析55-61

    4.4.1 切屑的类型56

    4.4.2 宏观切屑形态浅析56-59

    4.4.3 锯齿状切屑的切屑机理59-60

    4.4.4 切削速度对锯齿化切屑形成的影响60-61

    4.5 本章小结61-63

    结论63-65

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