文档介绍：哈尔滨理工大学
硕士学位论文
难加工材料3Cr-1Mo-1/4V钢的切削及刀具破损机理的研究
姓名:敖晓春
申请学位级别:硕士
专业:材料加工工程
指导教师:孙凤莲
20050301
刀具破损机理的研究难加工材料/,是黑龙江省重大科技攻关项目的一个子课题,由于该材料具有超高韧性、热强性好等特点,在切削加工中断屑困难,刀具粘结破损严重,刀具损耗大,加工效率低。为攻克刀具粘结破损难题,在实验室试验与现场试验相结合的基础上,对切削该材料刀具的粘结破损机理及刀具材料的选择进行了研究。对不同牌号的硬质合金刀具进行断续切削难加工材料/钢的对比试验,通过对所选的刀具产生的粘结破损形貌和破损区域大小进行比较分材料的最佳材质。借助普通金相显微镜及扫描电镜,对硬质合金刀具进行铣削试验后的破损表面进行低倍、高倍破损形貌观察及组织分析,研究刀具在断续切削过程中粘结破损的机理。指出硬质合金刀具在切削/钢时,由于切削力大,切削温度高,加之其所含元素、、与硬质合金粘结相之间的亲和力较大,因此刀一屑间发生严重粘结,造成粘结破损。这种粘结实质是切削过程中刀具与工件元素之间的相互扩散及形成再结晶所致。另外元素阔的扩散和亚表层的损伤对粘结破损也有一定的影响。为防止硬质合金刀具在切削过程中刀具的粘结破损,可通过选用合适的切削用量,避开产生粘结的切削温度;选用涂层刀具、带槽型的刀具以及组织致密、晶粒细小均匀的超细晶粒材料作为刀具。提高刀具性能,减少刀具的粘结破损,增长刀具寿命,提高生产效率。关键词耐热钢;硬质合金;破损机理;刀具材质优选析,优选出适合加工/钢的刀具材料。在初选出的种硬质合金刀片基础上,进行了刀片材质的多次优选,最终确定蚆<庸じ
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⒄棺纯随着现代科学技术日新月异的发展,各种先进的材料不断涌现,并且在整个材料的使用过程中所占的比重越来越大。可以看出,应用先进材料的增长速度十分迅速⋯。航空工业对材料的要求十分严格。图是航空工业用材比例及发展预测。由图看出,先进复合材料所占比例急刷增加,钛合金比例也相应增先进材料的出现是科学技术发展的需要,其性能能够满足使用要求,但在加工制造方面却提出了更高的要求。上面涉及的材料中,高强度钢、不锈钢、复合材料、高温合金、钛合金等在切削加工制造方面都是难加工材料。汽车工业是许多工业国家的支柱产业,也是用材大户。以美国为例,年底汽车材料消耗包括会属、塑料、橡胶、陶瓷与玻璃在内共约万吨材料,占了美国材料消耗的很大份额。表为美国汽车新材料的应用,由表中加。.⒍兴急壤霸げ—
从六十年代起,美国、德国、瑞典以及英国等国家都先后建立了切削数据的研究和服务中心,针对难加工材料的切削用量、刀具几何参数等进行了大量的试验研究。经过二十多年的努力,现在已经提供较成熟的切削数据。原苏联也曾出版了几部有关难加工材料切削加工方面的专著。氮化硼刀具,该刀具加工冷硬铸铁轧辊时,可提高效率丁A0畹鹿д介绍了一种有效用于加工硬铸铁轧辊和淬硬高速钢以及其它高硬度材料的立方氮化硼刀具,可以代替磨削加工,刀具使用寿命提高倍以上,生产因此,随着科学技术的发展,难加工材料的加工在国内外都引起了人们的』汗刈ⅰ进入八十年代以来,难加工材料的应用日益广泛,对其切削加工性的研究也闩益深入。日本学者伊藤琢也介绍了一种适于高速粗加工高硬度材料的立方表拦敌虏牧系挠τ汽车平均用量年增长率材料钢高强度钢不锈铝复合材料先进复合材料撼滩牧一般塑料陶瓷先进材料增长率~..甇】
..鸭庸げ牧系那邢骷庸ぜ际效率可以提高%。在铝合金加工方面,日本学者有田知央介绍了一种金刚石的文章“铝及其合金的切削加工”,介绍了加工铝及其合金的各种刀具及其特ü匝椋芯刻沾伞⑼坎阌仓屎辖稹⒘⒎降;稹⒔鸶帐刀具牌号车削钛合金】—时刀具的磨损情况,得出了多晶金刚石刀具和无涂层碳化钨类硬质合金磨损最小的结论。原苏联学者工硬化严重的结论。为解决高强度材料的钻削加工问题,原苏联的古比雪夫工学院和航空学院研制出一种高刚性钻头,可提高钻削效率倍,提高刀具使用寿命丁N=饩霾恍飧值募庸の侍猓毡狙д吣敬弩屏既衔#迪魇庇蚆刀具效果较好,钻削时则应选择耐磨性优异的毒摺5鹿人则采用具有相当大的前角、宽而深的断屑槽的硬质合金刀片,从而可减小切削力、切削温度、和冷焊程度,并可防止积屑瘤的出现。甏笃冢难加工材料的研究已取得了很大成绩。日本学者吉川悌二研究了在切削难加工材料时使用保护气体的问题,研究表明,使用特定的保护气