下期文章摘要预告

纳米改性金属陶瓷刀具切削参数优化许育东 1 ,　刘　宁 1 ,　李　华 1 ,　谢　峰 2 ,　傅玉灿 3(1.合肥工业大学材料科学与工程学院 ,安徽合肥　 2 30 0 0 9;2 .合肥工业大学机械与汽车工程学院 ,安徽合肥　 2 30 0 0 9;3.中国科学技术大学材料力学行为与材料设计开放实验室 ,安徽合肥　 2 30 0 2 2 )摘　要 :文章系统地讨论了 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具及 YG8刀具切削灰铸铁时的失效形式和磨损机理 ,研究了切削用量、Ni含量及纳米改性对刀具耐用度的影响。结果表明 ,刀具耐用度随切削用量 f、ap及 vc的增大而降低 ,纳米 Ti N改性 Ti C基金…     

Ti(C,N)基金属陶瓷刀具的失效机理与参数优化

文章介绍 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具切削正火态 45钢时的失效形式和磨损机理 ,考察了各切削用量对刀具耐用度的影响 ,并通过一元线性回归分析给出了 Ti(C,N)基金属陶瓷刀具耐用度的广义 Talor公式。研究证明 ,Ti(C,N)基金属陶瓷不但具有良好的综合性能 ,而且还可以节约普通硬质合金所必需的 Co、Ta及 W等贵重稀有金属材料 ,但韧性和强度较低 ,切削正火态 45钢时主要以磨损形式失效     

微波烧结制备Ti(C,N)基金属陶瓷

从现阶段研究情况来看金属陶瓷刀具材料有着极为广泛的应用前景,硬度比硬质合金高,抗弯强度和断裂韧性比陶瓷刀具高,更适合加工淬硬钢与高强度钢。微米和纳米改性金属陶瓷刀具材料是陶瓷材料研究的重要领域。本文着重讨论如何用微波烧结技术制备超细Ti(C,N)基金属陶瓷,并重点研究烧结温度、保温时间和纳米粒子添加量等因素对材料组织与性能的影响规律。     

SiC晶须改性金属陶瓷断裂韧性及增韧机理

用真空烧结法制备了纳米SiC晶须改性的Ti(C,N)基金属陶瓷.采用力学性能测试和扫描电子显微镜等研究了纳米SiC晶须对Ti(C,N)基金属陶瓷断裂韧性的影响及其增韧机理.力学性能测试结果表明:与未添加晶须的金属陶瓷相比,纳米SiC晶须改性的Ti(C,N)基金属陶瓷的断裂韧性(KIC)均有提高;随着晶须添加量的增加,抗弯强度(TRS)和断裂韧性均先增加后下降,而相对密度随晶须添加量的增加呈下降趋势;当晶须含量(体积分数)为7.5%时,金属陶瓷的力学性能最佳,TRS为2.270GPa,KIC为12.7MPa.m1/2.断口分析表明:添加纳米SiC晶须的金属陶瓷断口形貌呈放射状分布,有较为发达的撕裂棱,其增韧机理包括裂纹偏转和晶须桥联.     

添加剂对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能影响

Ti(C,N)基金属陶瓷作为一种新型的刀具材料,具有密度低、室温硬度和高温硬度高、化学稳定性和抗氧化性好、耐磨性好、更高的性价比等优点,性能优于传统刀具材料WC基硬质合金。通过加入不同添加剂可以改变Ti(C,N)基金属陶瓷硬质相与包覆相之间的润湿性能,改善体系的烧结性、综合力学性能和机械的切削性能。该文介绍了不同添加剂对Ti(C,N)基金属陶瓷的力学性能影响。     

淬硬钢的金属陶瓷刀具车削加工

利用热压烧结法制备了微米/纳米复合Ti(C,N)/Al2O3陶瓷刀具,采用CA6140车床、电子显微镜和扫描电镜研究了微米/纳米复合Ti(C,N)金属陶瓷刀具(编号为:JT1-JT3)切削45淬硬钢的切削性能和显微结构,和硬质合金刀具YT14及陶瓷刀具LT55、SG-4进行了对比.结果表明,所研制的刀具适合于切削45淬硬钢,切削性能优于YT14.分析了刀具的磨损形貌和磨损机理,新型Ti(C,N)金属陶瓷刀具的主要磨损机理为后刀面磨粒磨损和氧化磨损.采用金属陶瓷刀具车削工件,可以实现以车代磨,不但质量得以保证,而且可以降低成本.     

功能梯度金属陶瓷刀具切削铸铁的磨损失效研究

利用真空烧结工艺和表面氮化处理工艺,制备了纳米复合Ti(C,N)基金属陶瓷可转位刀片和Ti(C,N)基金属陶瓷功能梯度可转位刀片,与通用硬质合金刀具进行了铸铁的对比切削试验.并利用SEM、EPMA对自制刀片的磨损失效机理进行了分析.结果表明:氮化处理后刀片的耐磨性提高,与TN20的切削性能相似.功能梯度金属陶瓷刀片的磨损失效机理为冲击磨损、扩散和粘附磨损.     

基于Digital Micrograph的Ti(C,N)基金属陶瓷材料定量金相分析

Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织及相界面较复杂,需要一种简便、精确的定量金相方法来辅助研究.采用功能强大的Gatan Digital Micrograph软件对不同纳米添加量Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织进行背底消除、滤波、二值化及图像形态学处理,分析可得到该金相图中的一些金相特征参数.对不同纳米添加量Ti(C,N)基金属陶瓷中硬质相进行了综合分析,结果表明,利用Gatan Digi-tal Micrograph软件实现Ti(C,N)基金属陶瓷显微组织的分析测量是完全可行的,能有效地提高工作效率及得到直观、准确的结果,也可定量地得到随纳米粉添加量的不断增加,硬质相颗粒的总体积不断减少,平均粒径也在不断减小.     

Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料的研究现状

Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料是一种新型的刀具材料.文章介绍了Ti（C,N）基金属陶瓷刀具材料的发展过程和研究现状,并指出其研究方向.     

纳米氮化硼含量对Ti(C,N)基金属陶瓷组织和性能的影响

在氮气环境下,采用微波烧结技术制备氮化硼纳米粒子增强Ti(C,N)基金属陶瓷,采用SEM观察了其显微组织,并考察了BN含量对材料力学性能的影响.研究表明:纳米氮化硼对Ti(C,N)基金属陶瓷具有明显强化作用,添加1.5%纳米氮化硼时,复合材料的力学性能最佳,抗弯强度(TRS)提高了21.6%,硬度(HRA)提高了1.6%.纳米氮化硼的加入,阻碍了Ti(C,N)颗粒的溶解,金属陶瓷的断口形貌表现为穿晶断裂.     

超高强度钢高速切削工艺参数优化

针对超高强度钢高速铣削过程中刀具磨损严重的问题,采用金属陶瓷刀具对超高强度钢进行高速铣削试验,从而建立刀具磨损速率的预测模型.以切削速度、进给量和轴向切深3个切削工艺参数作为设计变量,以刀具磨损速率最小和切削效率最高作为优化目标,基于遗传算法对切削工艺参数进行优化,获得了最优切削工艺参数组合.     

陶瓷刀具切削硬质材料的研究

通过采用陶瓷刀具FG-1、LT55、SG-4切削淬硬工具钢T10A和采用LT55陶瓷刀具切削铬基合金的切削试验,研究了FG-1、LT55、SG-4三种陶瓷刀具切削淬硬工具钢T10A的切削性能,并得出陶瓷刀具LT55切削铬基合金时比较理想的切削参数。     

金刚石和氮化碳涂层刀具加工高硅铝合金

为提高硬质合金刀具加工高硅铝合金的生产率及使用寿命,文章采用金刚石薄膜刀具和氮化碳涂层刀具来对比硬质合金刀具加工高硅铝合金的加工性能;试验结果表明,金刚石薄膜刀具干切削加工的表面粗糙度值较小,氮化碳涂层刀具干切削高硅铝合金与金刚石薄膜刀具相比,积屑瘤较小,是适合加工高硅铝合金的刀具材料。     

Tool life modeling for evaluating the effects of cutting speed and reinforcements on the machining of particle reinforced metal matrix composites

The wear of cutting tools in the machining of 2024Al alloy composites reinforced with Al₂O₃ particles using varying sizes and volume fractions of particles up to 23.3vol% was investigated by a turning process using coated carbide tools K10 and TP30 at different cutting speeds. Machining tests were performed with a plan of experiments based on the Taguchi method. The tool life model was developed in terms of cutting speed, size, and volume fraction of particles by multiple linear regressions. The analysis of variance (ANOVA) was also employed to carry out the effects of these parameters on the cutting tool life. The test results show that the tool life decreases with the increase of cutting speed for both cutting tools K10 and TP30, and the tool life of the K10 tool is significantly longer than that of the TP30 tool. For the tool life, cutting speed is found to be the most effective factor followed by particle content and particle size, respectively. The predicted tool life of cutting tools is found to be in very good agreement with the experimentally observed ones.     

烧结石墨的切削加工性研究

本文对烧结石墨材料切削时刀具的磨损，切属的危害性、适合切削的刀具材料及石墨材料的可加工性等进行了研究．切削烧结石墨材料时刀具的磨损方式主要为磨料磨损和粘结磨损，选用ＡＧ２陶瓷刀片进行粗加工，刀具耐用度比原来提高一倍以上，用ＹＧ６Ｘ刀片精加工可以得到良好的加工表面，显著改善了其切削加工性．     

一种基于利润率模型的刀具综合评价与筛选方法

提出了兼顾各刀具在加工同一材料时匹配各自的最佳加工参数的单元利润率模型的刀具综合评价和筛选方法,并将该方法应用到了难加工材料钛合金Ti-1023的切削刀具的评价与筛选中,取得了理想的筛选结果. 具体方法是:首先通过切削力等约束条件,实验确定样本刀具铣削钛合金Ti-1023时相匹配的最佳进给量、切削深度和切削宽度等切削参数,其次通过变速法实验确定最佳切削速度,进而得到各刀具耐用度和材料切除率,最后计算出利润率值并进行刀具的评价和筛选. 运用该方法在切削钛合金Ti-1023的4种刀具中筛选出最适合的S30刀具,也得到了各刀具在切削Ti-1023材料时匹配最佳的铣削参数.      

CBN刀具加工合金涂层细长轴试验研究

通过对合金涂层的机加工性能分析,并采用ＣＢＮ（立方氮化硼）刀具对合金涂层细长轴进行切削实验,得出使用ＣＢＮ刀具以车代磨的条件及优越性．研究了刀具磨损及其寿命,给出了ＣＢＮ刀具以车代磨的适用范围．     

影响涂层硬质合金刀具切削性能微观因素研究

通过切削奥氏体不锈钢1Cr18Ni9Ti的试验,借助扫描电镜、电子探针仪观察了两种涂层硬质合金刀具磨损形态、断口形貌,对磨损微区、刀具断口进行了能谱及成分分析.试验及分析结果表明:采用相同切削参数时,GC2025刀具的切削力比YBC251刀具小;GC2025刀具寿命显著高于YBC251刀具;YBC251刀具的磨损、破损...     

涂层刀具铣削粉末冶金镍基高温合金试验研究

采用涂层硬质合金刀具进行了粉末冶金镍基高温合金的铣削刀具磨损试验,并运用扫描电镜和能谱分析技术分析了刀具的磨、破损形态和磨损机理.采用多因素正交试验对粉末冶金镍基高温合金的铣削力、刀具寿命进行研究,使用最小二乘法等方法和回归分析建立了铣削力、刀具寿命的经验模型.利用等寿命-效率响应曲面法,对干铣粉末冶金镍基高温合金的切削参数进行了优化.结果表明:粘结磨损和磨粒磨损是主要的磨损机理;在不同的切削速度下刀具失效形式不同;建立的铣削力及刀具寿命经验模型高度显著,进给量对铣削力和刀具寿命的影响显著;干铣加工粉末冶金镍基高温合金理想的切削用量为切削速度40~60m/min、轴向切削深度0.15~0.20mm、径向切削深度10~20mm、每齿进给量0.08~0.10mm.