涂层硬质合金刀片耐磨性能的研究

作者用目前中国的几种较有代表性的涂层硬质合金刀片,加工高强度合金钢和碳素钢,进行了系统的切削试验。结果表明,涂层刀片的耐磨性明显地高于未涂层刀片,TiC涂层和多层刀片的耐用度最长。作者还在较宽的切削速度范围内,研究了涂层刀片的T—v规律,证实涂层刀片的耐用度曲线具有“驼峰”。此外,还对涂层刀片的耐磨性能的机理,进行了分析与解释。本文将有助于人们对涂层刀具的推广与认识。     

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％。     

WC—Co硬质合金刀片热丝法金刚石薄膜涂层附着力

用热丝法研究了ＷＣ－６％Ｃｏ硬质合金刀片金刚石薄膜涂层附着力。结果表明：采用温度为８０℃,（ＨＣｌ：ＨＮＯ３：Ｈ２Ｏ）（体积比）为１∶１∶１溶液对硬质合金刀片表面去Ｃｏ１５ｍｉｎ后,经４０ｕｍ金刚石粉及１．５ｕｍ金刚石加２０ｕｍＴａＣ混合粉进行超声预处理,结果表明,沉积的金刚石薄膜与硬质合金刀片基底具有良好的附着力,而经４０ｕｍ金刚石粉处理的薄膜涂层组织与附着力要好一些。     

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。     

镍基合金涂层的加工工艺研究

通过对镍基涂层的机加工性能分析，选择合理的切削用量和刀具几何角度，经实验验证表明使用国产硬质合金刀片ＹＤ０５可以加工镍基涂层，并达到以车代磨的效果．     

硬质合金不重磨刀片氮化钛涂层小结

本文介绍了气相沉积氮化钛的原理,影响涂层质量的一些因素,并通过氮化钛涂层刀片的物理性能检验、切削试验等数据分析,与未涂层刀片进行比较,从而显示出涂层刀片的优越性。文中对氮化钛晶体的构造、性能、晶粒的生长、氮化钛涂层的结构以及对涂层质量的影响也作了简单的概述。     

涂层硬质合金刀具切削力的研究

本文的内容主要是研究涂层硬质合金刀具与未涂层刀具的切削力对比。同时研究它们前刀面上摩擦系数的对此及切屑变形系数的对比,借以解释涂层刀具切削力减小的原因。研究表明,TiC涂层刀片的单位切削力比未涂层刀片降低3～4％,TiN涂层和TiC/TiN涂层刀片的单位切削力降低6～9％。涂层刀具与切屑间的摩擦系数及切屑变形系数均相应减小。随着切削时间的延长,涂层、未涂层刀具的切削力的差距进一步加大。本文研究结果将有助于涂层硬质合金刀具的推广和应用。     

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。     

金刚石涂层木工刀具的研究

采用热丝加热化学气相沉积法，将金刚石薄膜涂覆硬质合金刀片，在杠杆式磨损实验台进行磨损试验。结果表明，涂层刀片的磨损量降低了６０％，薄膜剥离是造成金刚石涂层没有大幅度提高刀片耐磨性的根本原因。     

强直电流伸展弧CVD硬质合金金刚石涂层工具

采用自行研制的强电流直流扩展电弧设备对酸浸和渗硼预处理的YG6刀片进行了金刚石薄膜涂层沉积，并对放于不同位置的沉积刀片表面涂层的激光Raman谱和SEM形貌进行了分析、研究。结果表明：渗硼预处理工艺优于酸浸预处理工艺；在渗硼处理的GY6刀片上，沉积的金刚石薄膜涂层具有大面积、均匀性好和质量高的特点。     

硬质合金表面技术及涂层基体的研究

自行设计制造了φ60mm钟罩式化学气相沉积炉、等离子体增强化学气相沉积TiN实验装置、TiN涂层磁控反应溅射装置和乙腈挥发装置等,系统地研究了涂层压力等工艺参数对涂层合金性能的影响,制定了较为合理的工艺,试制出性能较为理想的涂层刀片。以YT14刀片为基体,采用CVD法进行TiC、TiN和TiC(N)涂层后的样品在加工高强度钢时,其耐用度相当于YT14刀片的5～6倍。应用中温CVD法涂敷的Ti(CN)涂层合金,其显微硬度值(HV)为18～25GP_2,抗弯强度下降值仅为16％(高温CVD涂层合金的     

硬质合金工具金刚石涂层渗硼预处理

采用固体粉末渗硼工艺,研究了ＹＧ６硬质合金刀片表面渗硼预处理对金刚石涂层的着力的影响。研究结果表明：ＹＧ６硬质合金刀片通过粉末固体渗硼,表面生成具有较好高温稳定性的、以ＣｏＢ为主的渗民支,克服了金刚石沉积中基底表面的钴的不利影响,使得经渗硼处理的ＹＧ６刀片试样金刚石涂层附着力优于浸预处理试样。     

CrWMn冲料刀片热处理工艺优化

CrWMn钢冲料刀片在使用很短一段时间后即发生脆性断裂和刀口崩坏，使用寿命极短。为提高冲料刀片的使用寿命，对CrWMn这种材料进行细致的研究，通过化学成分分析、低倍组织检验、显微组织检验及对断裂刀片相关热处理工艺过程分析等方法对刀片断裂的原因进行了分析，并通过多轮小样试验，找出了比较合理的热处理工艺。通过适当降低刀片的硬度要求（降为HRC53～55），提高韧性使刀片的综合机械性能达到了最佳。即满足了刀片的使用要求，又使其使用寿命提高了30倍左右，大大地降低了生产成本。     

硬质合金可转位刀片CAD／CAM

分析了硬质合金可转位刀片生产的具体问题，结合我国的实际情况，开发了一套可转位刀片的ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，并已投入实际使用。该系统为研制开发国产新型刀片提供了先进的技术工具。     

硬质合金可转位刀片CAD／CAM

分析了硬质合金可转位刀片生产的具体问题，结合我国的实际情况，开发了一套可转位刀片的ＣＡＤ／ＣＡＭ系统，并已投入实际使用。该系统为研制开发国产新型刀片提供了先进的技术工具。     

钢筋切料机刀片使用寿命的研究

刀片是钢筋切断机剪切棒料的主要零件,长期在大冲击、高载荷下工作,常出现断裂、崩刀、堆积等现象。经过长期的现场调查和理论分析认为,除了提高刀片的耐磨性,还应从提高刀片的强度和断裂韧性,延长刀片的使用寿命着手,根据刀片的使用要求,应是外部硬,心部软,进行综合性分析,提高刀片的质量。     

基于改进遗传算法的秸秆还田机刀片功耗优化

为降低秸秆还田机的功耗，以秸秆还田机的刀片为研究对象，对刀片的结构和运动参数进行优化.首先通过分析刀片受力情况建立刀片功耗数学模型，并通过田间试验验证模型的正确性;其次对遗传算法进行改进，使用权威测试函数验证改进后算法的可行性与优越性;最后使用改进遗传算法对刀片功耗数学模型进行优化，并利用ANSYS Workbench平台对优化前后的刀片进行结构静力学分析.优化结果表明刀片的功耗值由优化前的19.3kW下降到18.06kW，降低了6.4%，结构静力学分析结果表明刀片优化后结构的合理性和可行性.     

磨削参数对硬质合金刀片圆弧表面锯齿的影响

为了控制硬质合金刀片圆弧刃处的表面质量,通过分析单颗磨粒与工件的接触长度和最大未变形切屑厚度的关系,建立了其磨削力学模型.基于正交试验的方法,对该硬质合金刀具进行不同磨削参数的加工实验,并采用VHX-600超景深光学显微镜等观测仪器对刀具圆弧面的锯齿深度和表面粗糙度进行观测.结合圆弧刀刃的磨削力学模型和实验加工结果,并基于锯齿成型机理分析了不同磨削参数、刀片材料以及结构等对刀片圆弧的锯齿及粗糙度的影响规律.结果表明,提高砂轮转速、降低圆弧转动速度、减小磨削深度、控制刀片材料的质量、合理设计刀片结构可以提高刀片圆弧处的表面质量,提高刀具的耐用度.砂轮磨削圆弧转动速度为24 m/s、圆弧转动速度为8 °/s、磨削深度为0.05 mm时磨削效果较佳,可以获得较小的磨削力、锯齿深度及表面粗糙度.     

磷酸盐基耐高温防护涂层

磷酸盐基耐高温防护涂层具有优异的耐高温、防腐蚀等性能,该类涂层为无机涂层,作为底漆可以与多种面漆配套使用,体现各种不同的性能。通过与有机硅耐高温涂层、达克罗涂层以及热镀锌涂层性能对比,该类涂层具有优异的防腐蚀性能。     

陶瓷刀片的磨削方法和数学模型

提出了两轴联动磨削陶瓷刀片的方法，并给出了典型刀片数学模型的推导过程。磨削刀片过渡圆弧时，过渡圆弧的回转中心到砂轮面的距离必须恒等于过渡圆弧的半径，磨削过渡圆弧的复合运动要保持过渡圆弧的回转中心沿平行于砂轮面的直线运动；刀片的回转中心沿垂直于砂轮面的直线运动。根据该复合运动推导出各种刀片过渡圆孤的数学模型。所开发的陶瓷刀片数控加工系统，可以对不同形状的陶瓷刀片的周边进行磨削加工，这种加工方法具有较强的柔性生产能力和更高的生产效率。实际生产表明，用此方法加工的刀片精度非常高，完全能满足设计的要求。