涂层硬质合金刀片切削性能的试验研究

为确定涂层硬质合金刀片的切削效果,对国产ＴｉＣ涂层与不涂层的硬质合金可转位式刀片在相同的切削条件下进行切削力、刀具磨损、摩擦系数等试验。试验结果表明ＴｉＣ涂层硬质合金刀片在提高切削性能方面效果是显著的,使切削力与摩擦系数降低１０％～１５％。     

硬质合金涂层技术及其进展

首先概述了硬质合金涂层技术的研究现状,接着对涂层机理和涂层方法进行探讨,并对主要涂层工艺进行比较,最后结合实际应用,对硬质合金涂层技术的新进展进行了总结。     

金刚石涂层用硬质合金基体表面预处理方法的研究

本文分析和综述了影响金刚石涂层与硬质合金基体粘结性的主要因素。按照其原理来分,预处理方法可分为物理预处理法、化学预处理法以及中间层法。通过适当的预处理能有效消除或抑制基体中钴粘结相的负面影响,提高金刚石涂层与硬质合金基体间的粘结强度。     

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。     

稀土硬质合金刀片切削性能

通过切削性能对比试验证实，研制的稀土硬质合金刀片ＹＴ８ＲＥ及ＹＧ６ＲＥ的切削性能，分别比普通硬质合金刀片ＹＴ１５及ＹＧ６优越。以ＹＴ８ＲＥ及ＹＴ１５刀具切削４５钢时，前者与者相比，切屑变形系数降低８％，切削力约下降７．５％，刀具耐用度提高２０％以上。以ＹＧ６ＲＥ及ＹＧ６刀具加工冷硬铸铁时，前者比后者切削力降低约６％，刀具耐用度平均提高４８％以上。     

基体的梯度结构对涂层硬质合金性能的影响

通过控制烧结气氛制备了均质和梯度结构的硬质合金基体，并用化学气相沉积制成涂层硬质合金及切削刀片。采用光学显微镜和扫描电镜观察，通过显微硬度抗弯测试和切削试验对均质基体和梯度基体的涂层硬质合金的组织特征与性能进行对比研究。研究结果表明，梯度结构的硬质合金基体可以提高涂层硬质合金的抗弯强度；相对于均质基体的涂层硬质合金刀片，梯度基体的涂层硬质合金刀片在保持耐磨性能的同时能显著提高抗冲击性能。基体涂层合金的组织结构及断口特征显示，梯度基体表层韧性区可阻碍裂纹的扩展。     

涂层硬质合金基体特性及其对刀具失效机理的影响

涂层硬质合金刀具的推广应用越来越广泛。如何在选择好涂层材料的同时,合理选择基体材料,做到涂层和基体的良好匹配,这是涂层硬质合金刀具的生产者和使用者都普遍关心的问题。本文以目前切钢牌号涂层硬质合金刀具最常用的两类基体——钨钴钛类和钨钴钛添加钽(铌)类硬质合金作为典型代表,研究它们作为涂层硬质合金刀具基体时的性能特点,及其对涂层硬质合金刀具失效机理的影响;在试验资料和理论分析的基础上,指出了在不同切削条件下正确选用基体的方向,以及研究特殊基体的必要性和可能性。     

硬质合金TiN涂层的残余热应力数值分析

采用有限元方法分析了硬质合金氮化钛涂层的热残余应力,试样采用圆柱体状的轴对称几何模型和自由边界条件,分析了涂层厚度、基体参数和过渡层对残余热应力的影响.计算表明:TiN涂层中出现较大的拉应力(1 GPa以上),而硬质合金基体中出现较大的压应力(-0.8 GPa左右).涂层中的拉应力随硬质合金基体中钴的质量分数和涂层厚度的增加而明显减小,因此通过增加基体中的钴的质量分数和涂层厚度可以减小涂层中的拉应力.当采用TiC过渡层时,涂层应力可以减小25%,且采用TiCN梯度过渡层时效果更好.     

基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响

采用阴极弧蒸发涂层工艺在均质和梯度硬质合金基体上沉积TiN涂层;运用金相观察、XRD检测和SEM分析,研究基体梯度结构对TiN涂层硬质合金抗氧化性能的影响,对涂层硬质合金氧化开裂过程进行分析。研究结果表明:基体结构梯度化后,TiN涂层的表面形貌由平整状变为网状结构;梯度基体表面韧性区的存在提高了TiN涂层硬质合金的抗氧化性能;在800℃氧化2 h后,2种涂层硬质合金边缘开裂,生成大量的氧化物;梯度基体涂层硬质合金开裂程度比均质基体涂层硬质合金的小。     

涂层氮铝钛(TiAlN)硬质合金刀具的研究

涂层氮铝钛（TiAIN）硬质合金是一种新型材料，相比于未涂层硬质合金具有更高的切削性能。文中通过多次实验，并和未涂层硬质合金的刀具寿命作了比较。研究结果表明，该涂层刀具有很高的耐磨性，与未涂层刀具相比，大幅提高了刀具的耐用度。     

碳化物的位向及尺寸对高铬铸铁耐磨性的影响

本文对成分为3.56%C及16.2%Cr的共晶高铬铸铁采用定向凝固的方法,获得了碳化物呈不同粗细的纤维状定向排列的试样。对它们进行了湿砂橡胶轮磨损、三体磨损、冲蚀磨损及冲击韧性试验,并以砂型铸造的试样作为对比。结果表明:在碳化物数量、碳化物类型及基体组织均保持恒定的条件下,碳化物垂直于磨损面定向排列时,耐磨性最高,尤其是在软磨料低角度冲蚀磨损的情况下,其耐磨性比砂型铸造试样的高156%。至于碳化物的粗细与耐磨性的关系与磨损条件有关,并不都是碳化物愈细耐磨性愈好。当碳化物纤维尺寸相同时,冲击方向与纤维相平行时的冲击韧性与砂型铸造的十分接近。     

YT15硬质合金刀片热电特性与磨损关系的研究

硬质合金的热电特性是其材料组织性能的宏观特征之一，不同的热电特性代表了硬质合金组织结构的差异，同时也反映了硬质合金使用性能的差别．本文分析和讨论了硬质合金刀片热电特性与磨损的关系，着重分析了ＹＴ１５硬质合金的热电势对刀片后刀面磨损的影响规律，从而证明了采用测量硬质合金刀片的热电势来预测硬质合金刀片寿命的可行性．     

钨离子沉积聚酯薄膜表面抗磨损特性

采用钨离子束磁过滤技术,对引出的钨离子束中大颗粒离子进行过滤后 ,再注入和沉积到聚酯薄膜(PET)表面,可获得抗磨损特性优异的沉积的金属钨膜.扫描电 子显微镜观察表明,大颗粒已被过滤,表面结构致密.测量表明,镀膜的硬度、弹性模量和 抗磨损特性得到了很大的提高,与基体的黏合特性有了明显改善.进一步对抗磨损机制进行了探讨.     

用于高温含硫气氛下的抗磨材料研究

研究了不同含碳量的高Ｃｒ、Ｍｎ合金在高温时的抗氧化、硫化腐蚀性及高温抗磨性，并在同条件下与常用的高Ｎｉ耐热钢的上述性能进行了对比．结论认为：（１）除抗氧化性外，几乎所有试验合金的高温抗磨性、抗硫化腐蚀性均高于高Ｎｉ耐热钢，但成本却比高Ｎｉ耐热钢低，（２）随试验合金的含碳量增加共晶碳化物数量增加，同时也提高了合金的氧化抗力，（３）含碳量在中等程度时合金的高温硫化腐蚀抗力处于低值，随腐蚀气氛中ＳＯ２分压增加，此值向低碳方向移动，（４）高温磨损过程中随温度提高基体强度下降，从而使碳化物对抗磨性的有益作用减弱。     

硬质合金可转位刀片周边仿形磨削方法的精度分析

本文根据仿磨原理,分别讨论了砂轮磨损和用一个标准仿形凸轮仿磨不同大小的同形非标准刀片时所产生的磨削误差及形状畸变,并导出了计算磨削误差及畸变的参数方程.     

汽车柴油机耐磨可靠寿命计算的研究

通过对Ｆ６Ｌ９１２Ｇ柴油机进行室内台架喷灰模拟试验的方法,找出Ｒ－Ｗ－ｔ的关系,建立数学模型;在给定可靠度Ｒ,极限磨损值Ｗｐ时,计算出该发动机的耐磨可靠寿命。     

灰口铸铁汽缸套激光热处理后显微组织及耐磨性的试验研究

本文研究了内燃机汽缸套激光硬化层的显微组织。并进行了激光热处理汽缸套的室内快速模拟磨损试验。结果表明:激光热处理汽缸套具有良好的耐磨性和配付性。硬化带表面的熔化凝固层不损害缸套的耐磨性,也不造成活塞环过快磨损。但硬化带表面质量对汽缸套耐磨性影响显著。     

超精加工对零件耐磨性影响的试验

本文所述工作,主要是试验和研究超精加工对零件耐磨性的影响和超精加工诸因素对零件耐磨性的影响。通过试件的滑动磨损试验,证实经超精加工后的试件,其磨损量比磨削表面小。零件的表面光洁度、磨削用量(径向进给量f_r)、超精加工工艺参数(n_w/f的比值)及零件的圆度等对零件的耐磨性有着不同程度的影响。本文将对上述诸因素作比较试验和分析,以便摸索其客观规律。     

20%Cr合金中碳化物在高温磨损时的作用

用自行研制的高温磨粒磨损试验机对含碳量为0.82%～2.94%的Fe20%Cr合金进行了800℃下的高温磨粒磨损试验。通过对磨损面的形貌分析并结合磨损面亚表层的组织变化,讨论了合金中共晶碳化物在高温磨损时的作用。结论指出:在高温磨损过程中共晶碳化物可以起到提高材料抗磨性的作用,但在很大程度上还取决于基体组织对它的支撑。如果两者能够很好地配合,则可更进一步提高在高温磨损工况下材料的抗磨粒磨损性能。     

化学沉积Ni-P-SiC复合涂层的耐磨性(英文)

本文应用了扫描电镜,俄歇仪、磨损机等仪器设备探讨了化学沉积Ni-P-Sic复合涂层组织性能对耐磨性的影响以及磨损机理。比较化学沉积Ni-P合金及Ni-P-Sic复合涂层,由于Sic粒子的抗磨作用及基体对Sic的良好支承,复合涂层耐磨性更好。复合涂层镀后在镀态～600℃之间热处理,温度越高耐磨性越好。低于400℃处理,涂层硬度越高耐磨性越好;高于400℃处理、涂层韧性越高耐磨性越好。如果在600℃恒温下保温不同时间,那么保温60分钟处理,涂层耐磨性最好。