熔覆材料对高速钢刀具激光熔覆断屑台裂纹及硬度的影响

应用激光粉末熔覆技术,在高速钢车刀的前刀面上制备出断屑台。通过切削实验,对比普通高速钢车刀和含激光熔覆断屑台车刀的断屑效果,观察激光粉末熔覆断屑台的金相组织和形貌,测试激光粉末熔覆断屑台的热膨胀系数、物相和显微硬度。研究结果表明:具有激光熔覆断屑台的高速钢车刀,在切削过程中能够减小切屑的卷曲半径,从而使切屑更容易折断,实现有效断屑。用M2/WC-12Co粉末制作激光熔覆断屑台,能够实现激光熔覆层与高速钢基体的良好冶金结合,熔覆层无熔覆裂纹缺陷,熔覆层的硬度与高速钢车刀基体相近。M2/WC-12Co激光熔覆粉末适于制作高速钢刀具的激光熔覆断屑台。

工艺参数对激光熔覆断屑台稀释率的影响

应用脉冲激光在高速钢刀具前刀面制备熔覆凸包断屑台，进行了铝合金切削实验，用体视显微镜观测熔覆凸包，分析了电流、脉冲宽度、脉冲频率、离焦量等工艺参数对熔覆材料稀释率的影响规律，设计正交试验并利用极差分析确定了各工艺参数对稀释率的影响程度。结果表明：激光熔覆凸包断屑台车刀具有良好的断屑效果。随着电流、脉冲宽度和脉冲频率的增加，熔覆材料的稀释率逐渐增大；而随着离焦量的增加，熔覆材料的稀释率逐渐减小。激光工艺参数对稀释率的影响程度依次为电流、离焦量、频率和脉宽。

凹坑体积对中碳钢织构表面摩擦磨损特性的影响

为了改善高速钢表面的摩擦磨损性能,采用钻削加工的方法,在45钢表面加工出不同深度的凹坑织构,进行凹坑织构表面与GCr15的摩擦磨损试验,测量了摩擦系数和磨损量,观察了试件磨痕表面,分析了凹坑体积对织构表面摩擦磨损性能的影响。结果表明:凹坑织构表面的摩擦系数和磨损量首先随着凹坑体积的增加而减小,当凹坑体积达到某一值后,摩擦系数和磨损量不再随着体积的增加而减小;凹坑织构的容屑作用有助于提高织构表面的摩擦磨损特性; 45钢在磨损过程中存在磨屑的搭桥覆盖现象,影响了凹坑的容屑能力,限制了凹坑织构表面耐磨性能的提高。

铜合金压制凹坑织构表面的磨损性能

为了改善铜合金材料表面的摩擦磨损性能,采用压制加工方法,在CuSn6锡青铜试件表面制备出凹坑织构,分别进行压制凹坑织构试件和无织构试件的摩擦磨损试验,测量了摩擦系数和磨损量,观察了磨损表面及磨屑,分析了压制凹坑织构对试件磨损性能的影响。结果表明:与无织构试件相比,压制凹坑织构的磨损量减少。无织构试件的磨损机制为磨粒磨损与黏着磨损,压制凹坑织构的磨损机制为磨粒磨损和少量黏着磨损。压制凹坑边缘存在硬化区域,提高了试件表面平均硬度。凹坑容屑能力与边缘硬化区域有助于改善压制凹坑试件磨损性能。

聚晶金刚石刀具的断屑槽尺寸参数设计

为解决聚晶金刚石(PCD)刀具在铝合金材料切削过程中的切屑缠绕问题,在PCD刀具的前刀面上设计了断屑槽。通过对切屑受力过程和断屑槽断屑机理的分析、切削几何关系的推导和有限元切削仿真实验,提取了5个PCD刀具断屑槽参数,即棱带宽度、倾角、反屑角、槽宽和反屑面转角。建立了PCD刀具断屑槽棱带宽度和反屑角的计算公式;改进了槽宽的计算公式;确定了倾角和反屑面转角的取值范围。结合5个断屑槽参数的求解过程,提出了PCD刀具断屑槽尺寸参数的设计方法。应用激光在PCD刀具前刀面加工出断屑槽,通过铝合金材料的切削实验对所设计的PCD刀具断屑槽的断屑效果进行验证,实验结果表明,所设计的PCD刀具断屑槽能够扩大刀具断屑的切削用量范围,具有良好的断屑效果。

可拆卸电镀金刚石砂轮结构设计

以结合材料的界面破坏原理为依据,设计出一种可拆卸的电镀金刚石砂轮结构,目的在于实现金刚石砂轮的绿色回收与再制造,并建立电镀金刚石砂轮的回收和再制造流程。制备了可拆卸电镀金刚石砂轮,进行了电镀金刚石砂轮的拆解试验,分析了磨料层与辅助基体分离过程中的界面破坏形式。研究结果表明,在分离过程中,辅助基体开口处的磨料层与辅助基体发生了界面破坏,最后实现了磨料层与辅助基体的完全分离,砂轮拆卸过程简单、高效、无污染,所设计的可拆卸电镀金刚石砂轮能够实现基体和磨料层的绿色分离和砂轮的再制造。