铣削高温合金GH3039刀具寿命预测及磨损机理

为揭示高温合金GH3039铣削参数对刀具寿命的影响规律,采用正交试验法对其进行铣削试验,运用多元回归法建立刀具寿命预测模型,分析铣削参数对刀具寿命的影响规律,通过观测铣刀后刀面的磨损情况,探究不同主轴转速下铣刀的磨损机理。结果表明:主轴转速对刀具寿命的影响程度最大,最小为轴向切深;当主轴转速为750 r/min时,铣刀磨损区域主要以黏结磨损和磨粒磨损为主;当铣削速度为950 r/min时,氧化磨损与扩散磨损开始增强;当铣削速度为1 180 r/min时,磨粒磨损与黏结磨损开始减弱甚至消失,氧化磨损与扩散磨损占据主导地位。

SLM成形IN738LC合金的微动磨损行为及磨损机理

本文通过高精度微动摩擦磨损试验机(SRV-V),以球/平面点接触模式对选区激光熔化(SLM)技术制备的IN738LC合金进行切向微动磨损实验,系统研究了恒定载荷条件下(50 N),不同位移幅值(50、100、150、200μm)试样的微动磨损行为及其磨损机理。结果表明:随着位移幅值增加,试样的摩擦因数和磨损体积逐渐增大,微动磨损运行状态由混合区逐渐转变为完全滑移区,50μm试样的磨损机理为轻微氧化磨损和疲劳磨损,200μm试样的磨损机理转变为氧化磨损、疲劳磨损和磨粒磨损。此外,磨痕中的微裂纹分布强烈依赖于微动区类型,即微裂纹出现在黏着区域和滑移区域的交界位置及完全滑移区域内。由于磨痕边缘存在犁削作用,磨痕形状由圆形变为椭圆形。

涂层刀具铣削HT350高强度氮型灰铸铁的磨损机理研究

为探究HT350高强度氮型灰铸铁的铣削性能,选用PVD涂层硬质合金刀具和CVD涂层硬质合金刀具对HT350高强度氮型灰铸铁进行铣削试验,对比研究两种刀具的磨损形貌,通过极差分析探究切削三因素对磨损带宽的影响,并对磨损区的元素分布进行了观测。结果表明:相同铣削用量条件下,PVD涂层刀具前刀面的磨损情况比CVD涂层刀具更严重,铣削速度V_(c)对刀具的磨损带宽影响最大,其次是背吃刀量a_(p),最小是进给量f_(z)。在低切削速度(V_(c)=100~200m/min)时,刀具磨损以磨粒磨损和黏结磨损为主;在高切削速度(V_(c)=200~250m/min)时,刀具磨损以扩散磨损和氧化磨损为主。PVD涂层中的TiAlN被氧化生成Al_(2)O_(3),同时Al_(2)O_(3)在加工过程中不断剥落,导致PVD涂层刀具的磨损情况更加严重。

控制棒驱动机构关键耐磨件磨损机理分析及试验研究

在核电站压水堆中,控制棒驱动机构(CRDM)是控制反应堆功率和维持反应堆安全的核心设备,属于核安全一级设备。其中,钩爪销孔与钩爪轴、连杆轴是重要的耐磨部件,影响核电的服役寿命和核电安全性。通过对氧乙炔堆焊、增材制造、手工TIG堆焊等不同工艺制备的钴基合金零部件,开展不同法向载荷、位移幅值和循环次数等参数下的摩擦系数、摩擦体积和磨痕微观形貌分析,获得零部件的耐磨性能差异对比,为不同工艺参数制备的零部件的使用提供数据支撑。

PVD涂层刀具铣削45钢磨损机理分析

采用PVD涂层硬质合金刀具对45钢材料进行切削加工实验,研究其磨损机理。采用不同Ti, Al比例的TiAl金属靶材制备TiAlN和AlTiN涂层,同时延长AlTiN涂层时间;通过TiSi金属靶材实现Si的掺杂并制备TiAlSiN涂层,进一步提高涂层的硬度和自润滑性。结果表明,在铣削45钢时,刀具前刀面出现涂层崩缺、黏结、微裂纹和崩刃等磨损形式,刀具后刀面出现黏结层、条纹、崩刃、凹坑等磨损形式。PVD涂层刀具的磨损机理主要为黏结磨损、磨粒磨损、扩散磨损和氧化磨损。

ADC12铝合金高速铣削前刀面磨损机理研究

为了深入研究ADC12铝合金高速铣削中刀具前刀面磨损行为,采用细晶粒硬质合金刀片进行铣削试验,研究了不同切削速度和切削长度下的切削力变化规律以及对刀具磨损的影响,提出两种前刀面黏结程度评价方法,通过刀具磨损形貌观察及表面化学元素分析,探讨了前刀面的磨损形式,深入剖析了黏结磨损机理。结果表明:切削速度为600m/min时,刀具前刀面黏结最为严重,Al元素含量约为67.61%,这与该速度下切削力较大有关;采用黏结面积法发现,切削速度为600m/min时的刀具前刀面黏结面积同样达到最大,约为0.01286mm^(2);在刀具和工件材料接触区域,由于热—力耦合冲击产生黏结磨损,并在磨粒磨损共同作用下出现月牙洼磨损。

排气阀−阀座锥面堆焊层磨损机理

某船舶柴油机排气阀−阀座密封锥面应用同种堆焊材料,经长时间运行磨损轻微,并未发现明显的黏着磨损痕迹。通过观察磨损表面形貌、分析微区成分,探讨该排气阀−阀座匹配方案的磨损机理。研究表明:燃烧废气在排气阀密封锥面形成一层沉积膜,通过隔离密封面及固体润滑的方式降低摩擦副发生黏着磨损的倾向;在落座及燃烧压力的交变应力下,排气阀锥面堆焊层的磨损机理主要为疲劳剥落,而排气阀座锥面堆焊层的磨损机理为抛光产生的缓慢磨粒磨损。

TiSiN/TiAlN涂层刀具高速车削TC4钛合金磨损机理分析

本文研究双层TiSiN/TiAlN涂层刀具车削TC4钛合金时的磨损机理,用扫描电镜观察刀具的磨损形貌。涂层刀具前刀面的磨损区域分为死区、黏结区和滑动区。各区的磨损机理不同,死区几乎没有磨损;黏结区的涂层受高温度和高压力的影响而失效;滑动区的涂层由切屑在前刀面滑动摩擦造成失效。通过测力仪获得切削力,在低进给量工况下,受已加工表面的回弹影响,背吃刀力和进给力比主切削力更大。通过红外热像仪获得切屑自由表面的温度,结果显示,随着进给量增大切屑厚度也增大,切屑自由表面温度没有升高。

轧钢设备的润滑与磨损机理研究

文章深入研究了轧钢设备在运行过程中的润滑与磨损机理,旨在揭示不同润滑条件对设备磨损的具体影响,并据此提出有效的优化措施。文章研究结合了实验数据与理论分析,为轧钢设备的维护与管理提供了科学依据。通过对比分析,文章明确了润滑剂的选择与使用对减少设备磨损、延长使用寿命的重要性,并探讨了润滑系统的优化设计、磨损监测与预警技术以及维护策略的制定等关键问题。

齿轮加工数控刀具的磨损机理与寿命预测研究

数控加工作为现代制造业中重要的加工方式,刀具磨损与寿命管理一直是工程技术领域的重要课题。有效的刀具管理策略可以显著提高加工效率、降低成本、优化加工质量,并对环境保护具有重要意义。因此,对数控加工过程中刀具磨损与寿命管理策略展开深入研究,将为推动数控加工技术的发展和实现可持续制造提供重要支撑。分析了数控加工过程中刀具磨损与寿预测策略。

电厂磨煤机设备磨损机理及预防措施研究

电厂磨煤机作为不可缺少的制粉设备,其结构和工作原理决定了在煤炭处理过程中的重要性,具体而言,磨煤机由磨环、磨辊、液压加载系统、磨盘和干燥和分离系统等组成,主要工作原理有煤炭进料、碾磨和磨制、干燥和分离等关键步骤。长时间的工作负荷和磨损导致电厂磨煤机出现磨损现象,具体体现为磨辊和磨盘的磨损、磨环的磨损以及分离器的磨损,其主要因煤炭特性、进料量和速度等因素引起。为有效预防和减少磨煤机磨损,应加强设备维护,定期检查磨损情况、及时更换受损部件以及掌握劣化趋势并制定检修计划,并优化风流动态,有效改善磨碗中心和周围的风速均衡性,提高煤粉排出效率和研磨效果。

高锰钢的超声冲击强化和抗磨损机理

高锰钢优异的形变硬化行为使其在强冲击磨损工况下具有广泛的应用,但是在低应力磨损下高锰钢的硬化能力有待提高。为了提高高锰钢在低应力磨损下的力学性能,提出高锰钢表面的超声冲击强化方法。首先,采用超声冲击强化技术对高锰钢表面进行处理,并进行磨损试验,通过三维轮廓仪、XRD、SEM和EDS等对显微组织、表面磨痕进行测试,研究超声冲击前后高锰钢表面的抗磨损性能。然后,通过维氏硬度计和SEM进行磨损前后亚表面维氏硬度测量和显微组织分析,揭示超声冲击高锰钢的形变硬化和抗磨损机理。研究发现,超声冲击高锰钢由于高应变率冲击和动态霍尔佩奇效应的双重作用,获得较大的硬化效果,其硬度远高于磨损前后原始高锰钢。揭示了高锰钢的超声冲击强化和抗磨损机理,可为低应力磨损下高锰钢的超声硬化处理提供技术基础。

磨料条件下DLC复合微织构表面的磨损机理

钛及其合金具有优良的性能被广泛应用于武器装备领域,但在磨料条件下易黏着、不耐磨的特性限制了其使用。为了提高钛在磨料作用下的减摩抗磨性能,以TA2钛为研究对象,使用激光加工技术在TA2样品表面上制备点阵微织构,然后采用磁控溅射技术在点阵微织构表面制备类金刚石碳(Diamond-like Carbon,DLC)薄膜,形成DLC复合微织构;采用MS-T3000摩擦磨损试验机研究了DLC复合微织构表面在磨料作用下的摩擦磨损性能,并通过扫描电子显微镜、能谱分析、拉曼测试、有限元分析等手段研究钛表面DLC复合微织构的摩擦磨损机理。结果显示DLC复合微织构表面可有效提高钛在磨料条件下的减摩抗磨性能,且同等条件下,点阵密度对DLC复合微织构样品表面摩擦因数的影响最大,单位面积点阵边缘密度值与样品表面磨损率有关,且二者基本呈正线性关系。揭示了DLC复合微织构在磨粒磨损条件下的摩擦磨损性能,并从织构边缘的破坏提出磨损机理,研究结果可为钛在磨料磨损条件下的应用提供理论和设计依据。

PVD-AlTiN涂层刀具高速干铣削高温合金的磨损机理研究

针对典型难加工材料高温合金(GH2132,GH4169),采用PVD-AlTiN涂层硬质合金刀具进行高速干铣削试验,揭示涂层刀具磨损机理。结果表明:相同切削条件下,切削两种高温合金时,涂层刀具前、后刀面均出现了涂层脱落、黏结、月牙洼及凹坑、微裂纹和崩刃等磨损形式。在铣削GH4169高温合金时,刀具磨损更严重,刀具后刀面出现了较大犁沟条纹、大面积崩刃及切削刃分层等现象。PVD-AlTiN涂层刀具的磨损机理主要为黏结磨损、磨粒磨损、扩散磨损和氧化磨损。相比于GH4169镍基高温合金,PVD-AlTiN涂层硬质合金刀具更适合高速干铣削GH2132铁基高温合金。

盾构隧道掘进中盘形滚刀磨损机理及其施工优化方法

盾构机具有掘进速度快、安全高效等特点广泛应用于城市地下空间的建设中。盘形滚刀作为盾构机刀盘上破碎岩体的重要组成部分,在掘进过程中直接切削并破碎岩体,所以滚刀磨损是盾构机掘进施工中最常见且无法避免的难点问题。依据深圳城市轨道交通13号线掘进施工过程中刀具磨损情况的反馈信息,首先对盘形滚刀磨损形式进行了分类并加以统计,进而分析造成盘形滚刀不同磨损类型的机理。基于滑移线理论构建了盘形滚刀正常磨损的预测模型,并通过现场磨损数据验证了该预测模型的正确性和适用性。最终通过滚刀加固优化以及掘进参数优化等手段成功降低了滚刀的正常磨损和非正常磨损,取得了较好的现场效益。

干态及润滑工况下离子氮化35CrMo钢微动磨损机理研究

针对变轨距高速列车锁紧机构的微动损伤问题,开展了表面工程防护研究.基于抗微动损伤的表面强化原则,对试验基材(35CrMo钢)进行等离子氮化处理及性能表征.采用自主研制的模块化多功能微动磨损测试系统,在干态及润滑工况下开展了微动磨损试验,揭示不同工况下离子氮化表面的磨损行为、能量耗散和损伤机理.结果表明:与基材相比,离子氮化表面的耐磨性显著提高,其主要磨损机理为磨粒磨损、剥层和氧化磨损.离子氮化处理生成的高硬度且粗糙的化合物层有利于在微动接触界面形成第三体磨屑床,发挥固体润滑作用.此外,适当添加的润滑脂能对磨屑形成分散和包覆,产生协同润滑作用,使基体磨损率降低约60%.研究结果为轨道车辆关键部件抗微动表面工程防护提供理论数据和应用参考.

十字万向轴多体动力学仿真与啮合面磨损机理

目前对非密封式十字万向轴所产生的运动磨损机理研究较少。为此,建立了十字万向轴多体动力学仿真物理模型,研究了中间轴与上接头、下接头共轭运动副之间的运动规律及其啮合面之间接触力和摩擦力的变化规律,对比分析了现场测试与理论计算的结果。分析结果表明:工作时,十字万向轴啮合面之间先产生法向碰撞后达到相对稳定的啮合状态,再沿着轴向与切向的合成方向形成周期性往复滑动摩擦,并最终使其端面与侧面出现严重磨损;接触力与摩擦力在啮合面产生碰撞时,呈现无规律分布状态,在达到相对稳定的啮合状态后,首先出现峰值,然后呈现先减小后增大的周期性变化规律。所得结论可为十字万向轴啮合面耐磨性结构优化设计提供理论参考。

中风化泥、砂岩复合地层盾构滚刀磨损机理及预测分析

针对盾构施工过程中滚刀的磨损机理及磨损量预测展开研究,确定合理的开仓换刀时机,基于磨粒磨损、黏着磨损和疲劳磨损三种滚刀磨损机理,结合CSM理论公式计算得到滚刀法向力,建立滚刀径向磨损高度理论计算模型,将滚刀径向磨损高度拟合数据与现场实测数据进行对比分析。结果表明:滚刀磨损量中,磨粒磨损占比最高,黏着磨损其次,疲劳磨损占比最低。预测滚刀磨损数据与现场实测磨损数据相对误差不超过14.5%,说明该模型对于中风化泥、砂岩复合地层预测滚刀磨损有较好的准确性。

温度场对于销-盘摩擦副的应力与磨损机理的影响

为探究摩擦热的作用对C17200与34CrNiMo6销-盘摩擦副的磨损机理与应力的变化规律和分布的影响,基于销-盘应力与传热分析理论模型,利用ABAQUS软件建立三维销-盘模型,进行应力的数值计算与温度场的热力学模拟,分析应力与温度场的分布特点、变化规律,以及温度场对于销-盘摩擦副磨损机理与应力的影响。结果表明:销-盘摩擦副的磨损机理主要为黏着磨损与磨粒磨损,摩擦热会使销-盘摩擦面出现热斑及灼烧现象;销-盘试样的节点温度随模拟时间的延长而增大,随着摩擦时间的延长,摩擦轨迹上将出现热点;销与盘的应力分布规律类似,应力在静载荷时呈现中间小边缘大的分布特点,摩擦过程中分别在销与盘的上顶面与内环面出现明显的应力集中。摩擦半径处的热应力与温度均为“锯齿状”变化,耦合较好。分析了摩擦热作用对于C17200与34CrNiMo6材料磨损机理的影响,为C17200与34CrNiMo6材料的热力学研究与销-盘摩擦副的温度场模拟提供参考。

钻头磨损机理及改进技术研究

石油和天然气钻井过程中,牙轮钻头和聚晶金刚石复合片钻头(PDC钻头)的磨损在损失了大量生产时间的同时也提高了钻井施工成本,最终影响整个钻井作业工序。综述了牙轮钻头和PDC钻头的磨损机理,介绍了提高钻头抗磨性的先进方法。