多元多层复合刀具切削性能研究

刀具表面涂层技术是刀具材料发展中的一项重要突破,它是解决刀具材料的主要矛盾,既红硬性、耐磨性、强度与韧性兼而有之的一个有效措施。采用多元多层复合涂层时,可获得得单一涂层难以企及的优异切削性能,受涂层设备、涂层工艺等因素制约,国内首次对４层以上涂层刀具进行切削性能研究,文中阐述了４种多元多层刀具进行切削试验情况。     

多元多层复合涂层刀具磨损失效机理研究

目前在精密和超精密加工领域 ,多晶金刚石 (PCD)涂层、立方氮化硼 (CBN)涂层、氮化铪 (HfN)涂层刀具显示了广阔应用前景 ,但价格昂贵 ,工艺复杂 弄清涂层对延长刀具寿命和提高切削性能主要机理 ,研究抑制涂层刀具磨损失效技术 ,开展多元梯度薄膜涂层刀具研究对广泛开发利用涂层刀具具有重大意义 文中对 4种涂层刀具进行切削性能与磨损失效机理进行研究 ,在此基础上对多元梯度薄膜涂层刀具做进一步探索     

多元多层复合涂层刀具磨损失效机理研究

目前在精密和超精密加工领域,多晶金刚石（PCD）涂层、立方氮化硼（CBN）涂层、氮化铪（HfN)涂层刀具显示了广泛应用前景,但价格昂贵,工艺复杂。弄清涂层对延长刀具寿命和提高切削性能主要机理,研究抑制涂层刀具磨损失效技术,开展多元梯度薄膜涂层刀具研究对广泛开发利用涂层刀具具有重大意义。文中对4种涂层刀具进行切削性能与磨损失效机理进行研究,在此基础上对多元梯度薄膜涂层刀具做进一步探索。     

硬质合金刀具和涂层刀具车削加工Ti-6A1-4V的性能研究

采用硬质合金刀具和硬质合金涂层刀具在低速和高速两种切削状态下进行Ti-6Al-4V的车削对比试验,通过对两种刀具的刀具寿命和刀具的磨损形貌进行观察分析,研究硬质合金刀具和涂层刀具在不同切削状态下的切削性能。     

硬质合金刀具和涂层刀具车削加工Ti-6Al—4V的性能研究

采用硬质合金刀具和硬质合金涂层刀具在低速和高速两种切削状态下进行Ti-6Al—4V的车削对比试验,通过对两种刀具的刀具寿命和刀具的磨损形貌进行观察分析,研究硬质合金刀具和涂层刀具在不同切削状态下的切削性能。     

涂层刀具的切削性能及发展趋势

切削刀具材料不仅需要有很高的硬度和耐磨性,而且需要有较好的抗弯强度和冲击韧性。这两方面的性能相互矛盾,难以兼顾。在刀具表面敷以涂层,是解决这一矛盾的有效方法。刀具材料表面有了涂层,其综合性能得到了明显的提高。本文将着重讨论涂层刀具的切削性能和发展趋势。     

GLC涂层刀具干切削性能研究

涂层刀具是刀具的发展趋势,是满足高速、强力切削的有效手段。采用YT15硬质合金为基体的GLC涂层刀具,通过改变不同的切削参数,进行了干切削LY12铝合金的切削性能实验。实验结果表明:GLC涂层切削时不易产生积屑瘤,切削温度较低,刀具耐用度显著提高,干切削LY12铝合金时具有良好的切削性能。     

(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具高速铣削30CrNi4MoV钢时的磨损机理

使用(Ti,Al)N涂层硬质合金刀具,对难加工材料中的超高强度合金钢(硬度＞50HRc、抗拉强度σb＞1.6 GPa)在切削速度118～236 m/min范围内,进行了干式高速端面铣削系统试验.借助能谱探针与电子扫描显微镜(SEM)等工具,选择刀具寿命作为刀具切削性能的评价指标,对硬质合金刀具前、后刀面的磨损形态、磨损机理以及刀具的切削性能进行了分析与研究.研究结果表明,高速切削超高强度合金钢条件下,(Ti,Al)N涂层刀具的失效形式为:前、后刀面磨损失效和发生在主切削刃上的涂层脱落和微崩刃,其主要磨损机理为高温条件下粘结磨损、氧化磨损和扩散磨损的综合作用.     

CVD金刚石涂层刀具在石墨加工中的应用

CVD金刚石涂层是一种新型材料,相比于硬质合金具有更高的切削性能,适用于有色金属和非金属材料的切削加工.本文利用CVD金刚石涂层刀具和硬质合金刀具对石墨进行切削试验,将两种刀具寿命作比较,结果表明：CVD涂层刀具有高硬度、低摩擦系数、高耐磨和高导热的优异性能,与未涂层刀具相比,大幅提高了刀具的耐用度.     

渗硼预处理对硬质合金金刚石涂层刀具的影响研究

研究了渗硼预处理对硬质合金YG6刀具上金刚石涂层形核、生长和切削性能的影响.采用扫描电镜观察分析表面形貌,X-射线衍射进行物相分析,切削实验来考察刀具的切削性能.研究结果表明,渗硼预处理使硬质合金表面形成了CoB和Co2B,较好地抑制了Co对沉积金刚石的不利影响,金刚石涂层形核致密,硬质合金金刚石涂层刀具经渗硼预处理后在切削性能上略好于酸浸预处理的.     

多元多层复合涂层刀具切削温度的测量

切削过程中产生的切削热直接影响刀具的磨损和耐用度 ,并影响工件的加工精度和表面质量 切削温度的测量是研究切削热和金属切削过程的重要试验技术 ,也是研究切削液冷却性能的重要试验手段 本文对五种刀具 (4层以上涂层 )在五种切削液条件下的切削温度进行了测量和研究     

涂层硬质合金刀具切削韧性研究

切削韧性和耐磨性是刀具材料发展中的一对主要矛盾。目前涂层硬质合金刀片的耐磨性大大优于非涂层基体硬质合金刀片,而切削韧性却有所下降。不同的涂层厚度,不同的涂层材料和不同的基体材料对涂层刀片切削韧性的影响程度亦有所不同。 本文从探讨涂层刀片的破损机理入手,分析了涂层刀片切削韧性下降的原因;推导了涂层刀片表面残余应力σ_R的计算公式;提出了基体材料必须具备较高的断裂韧性K_(1c),进而寻求提高涂层刀片切削韧性的途径;并用断裂力学理论定量试算了最佳涂层厚度。     

S30T正交车铣TC4钛合金磨损形貌及机理分析

利用Mazak Integrex 200Y车铣复合加工中心,速度范围v=100~250 m/min,在干式条件下,采用涂层硬质合金S30T刀具对钛合金TC4(Ti-6AL-4V)进行正交车铣(顺铣)试验.结果表明:前刀面产生积屑瘤和月牙洼磨损,涂层出现不同程度磨损及破损,严重时产生层片状剥落,后刀面由于黏结作用产生凹坑、沟槽及崩刃.刀具磨损的主要原因为黏结磨损、氧化磨损及涂层剥落.通过X射线电子能谱(XPS)证明氧化磨损中有TiO_2,Al_2O_3,CoO等氧化物生成.     

国内外新型刀具材料的发展现状

随着涂层技术及加工业的发展，近年来国内外刀具材料发展迅速。这里主要介绍几种新型刀具材料的性能特点。     

微纳米超硬TiAlSiN涂层的研究与应用进展

微纳米超硬TiAlSiN涂层是一种硬度高、耐磨性抗粘附性好、化学惰性强的氮化物涂层,特别适合在加工不锈钢、高温合金以及超硬材料的工具表面上应用。对TiAlSiN涂层的制备方法,影响微纳米超硬涂层内部结构的因素,涂层的硬度、摩擦性能、磨损性能、抗氧化性能、切削性能、抗粘附性及涂层的应用等方面进行了综述,同时对微纳米超硬TiAlSiN涂层的发展趋势进行了展望。     

AlCrN涂层硬质合金切削高温合金耐用度对比实验

采用新型涂层AlCrN硬质合金,并同时采用无涂层YW1和TiAlN涂层硬质合金作为对比实验的刀具材料,对变形镍基高温合金GH4169进行车削刀具磨损的系列实验研究.借助光学显微镜、电子扫描显微镜与能谱探针等工具,建立刀具寿命T-v公式,以刀具耐用度为评价指标,对刀具的磨损形态、磨损机理以及此类新型涂层(AlCrN)刀具对应于镍基高温合金的切削性能进行了分析.研究表明,干切削镍基高温合金,AlCrN涂层硬质合金的性能优于当前主流应用的刀具涂层(TiAlN)刀具.其失效形式主要表现为:后刀面磨损和主切削刃微崩刃.前刀面的磨损程度相对较低.其磨损机理为:高温高应力条件下的扩散、氧化磨损与黏接的综合作用.     

Bonding mechanism and performance of ceramic coatings by sol-gel process

Thin alumina coatings were prepared on carbide tools to enhance their wear-resistant ability by dip coating from an aluminum alkoxide solution. The coating eventually obtained was perfectly integrated, without any macroscopic defect, and showed good performance in turning medium carbon steel, which presented a novel and promising coating method for cutting tools. The coating morphology before and after heat treatment was examined with the aid of a scanning electron microscope (SEM). The composition of coating and interface layer as well as the crystal structure of coating was characterized by X-ray diffraction (XRD). The elemental distribution near the interlayer was analyzed by electron probe microanalysis (EPMA).     

ZrB2在无机非金属材料中的应用现状

ZrB2应用于复合材料中，能改善材料的机械性能、抗热震性能、抗氧化性能。它作为抗氧化剂加入到含碳耐火材料中，能够提高制品的抗氧化性和抗渣性能。由于ZrB2具有耐腐蚀性，因此可用作高温热电偶保护套管。此外，由于具有ZrB2良好的导电性能和高硬度，因此还可用作电极材料、涂层材料以及切削材料。     

阶跃式多元变参数振动钻削叠层复合材料的加工精度

针对叠层复合材料的微小孔加工，提出了阶跃式多元变参数振动钻削新方法。在钻入、钻中、交互区和钻出的多区段钻削模型基础上，分析了产互区的分厚切削特性、自然分屑行性和多倍分离断屑特性。以入钻定位误差、孔扩量、出口毛刺高度作为钻削过程质量评价指标，进行了多元正交多项式回归优化试验。结果表明，阶跃式多元变参数振动粘销显著提高了孔的加工精度，是实现叠层复合材料微小孔加工的一种有效的优化加工方法。