梯度涂層高速鋼刀具切削性能

> 通過對不同材料的車削、鉆削及銑削試驗,對CrAlTiN和GLC梯度涂層高速鋼刀具在切削過程中的磨損形式、刀具壽命及切削力等方面進行了大量的實驗研究,并與未涂層刀具等進行了分析對比,獲得了不同加工方式下涂層刀具磨損、切削力以及積屑瘤產生的變化規(guī)律,從而形成了CrAlTiN和GLC梯度涂層刀具的適應范圍和切削條件,對擴大高速鋼刀具的使用范圍,減小刀具磨損,提高刀具壽命,降低切削力和粘屑,穩(wěn)定尺寸精度和加工質量,提高加工效率找到了有效的途徑。采用掃描電子顯微鏡和場發(fā)射掃描電子顯微鏡對刀具磨損區(qū)域進行了觀察和分析,研究了涂層對高速鋼刀具的改性機理及涂層高速鋼刀具的磨損特性和失效機理。結果表明,涂層降低刀具溫度,主要不是因為涂層對高速鋼刀具基體的隔熱作用,而是通過減小由切削變形功和刀-屑與刀-工間的摩擦功轉化的熱量,以及傳導到刀具的切削熱比例所引起的;并獲得了刀具耐磨性高,在切削速度較低時,主要是涂層的高硬度和高耐磨性起作用,而切削速度較高時,主要涂層的高化學穩(wěn)定性和耐熱性起作用的重要結論。

高速鋼 粉末高速鋼在車削實驗中,發(fā)現(xiàn)了前刀面月牙洼形成及發(fā)展的變化規(guī)律,研究了涂層在磨損過程中的作用,得出了正常磨損情況下,月牙洼的形成發(fā)展三階段磨損機理。在鉆削實驗中,獲得了GLC梯度涂層良好的固體潤滑效果,特別是鉆削鋁硅合金或低速鉆削鋼料時對粘屑及積屑瘤的抑制作用,使孔的尺寸精度和表面質量明顯提高;并發(fā)現(xiàn)了CrAlTiN梯度涂層鉆頭在干式切削條件下刀具各部分的磨損規(guī)律。