深冷处理温度对GH2132合金组织和力学性能的影响

针对航空铁基高温合金材料GH2132合金,进行深冷处理,研究了深冷处理温度对其微观组织、维氏硬度、残余应力、屈服强度和抗拉强度的影响规律,探寻优化组织结构和改善力学性能的方法。研究发现:随着深冷处理温度的降低,GH2132合金的晶粒明显长大,其碳化物析出相由短杆状向颗粒状转变;维氏硬度先上升后下降,在-150℃硬度达到最高值392.2 HV,与室温下的相比提高8.7%;表面残余压应力随着温度降低而不断增大,在-190℃时达到最大值,与室温下的相比提高360%;屈服强度和抗拉强度随温度变化的规律一致,随着温度的降低呈现逐步增加后下降的趋势,在-150℃时达到最大值。此研究能够为高温合金材料组织结构优化和力学性能提升提供参考价值,还为高温合金低温切削提供理论指导。

湿式微喷砂处理对切削TC4的涂层刀具表面完整性及切削性能影响

采用涂层刀具高速切削TC4(Ti6-Al4-V)时,其寿命短的问题较为突出。对涂层刀具进行表面后处理可大幅提高涂层刀具的表面完整性,是延长刀具寿命的有效途径。针对高速干切削钛合金的TiAlN涂层刀具,选用湿式微喷砂处理工艺进行表面后处理,分析微喷砂处理对涂层刀具表面微观形貌、表面粗糙度、表面显微硬度、表面残余应力的影响规律,并进行高速干切削试验,深入研究微喷砂处理对涂层刀具寿命及磨损机理的影响。结果表明:合适的微喷砂处理工艺(水料混合湿式微喷砂,喷砂压强为0.1~0.5 MPa,喷砂时间为0~10 s,喷砂颗粒为Al_(2)O_(3)或ZrO_(2)颗粒)可去除涂层初始表面大颗粒、凸起等缺陷,从而改善刀具的表面形貌,但过高的喷砂参数会在涂层刀面引入凹坑、微裂纹等,增大了其表面粗糙度值。喷砂颗粒、喷砂时间主要影响颗粒撞击涂层表面时对TiAlN涂层材料的去除量,改变涂层刀面的形貌、粗糙度与残余应力,喷砂压强主要影响颗粒的冲击力度,改变表面的硬度与残余压应力。与未处理刀具相比,处理后的涂层刀具的表面完整性提升显著,稳定磨损阶段持续时间延长,刀具寿命可提升50%,微喷砂表面处理可广泛应用于各种涂层刀具表面处理。

PVD-TiAlN涂层硬质合金刀具高速干车削TC4合金磨损演变机理

以难切削材料TC4合金的加工刀具为研究对象,采用PVD-TiAlN硬质合金涂层刀具进行高速干车削试验,研究刀具在切削中不同磨损阶段的磨损形式演变以及磨损机理。研究表明:涂层刀具主要的失效拐点在稳定磨损阶段后期。在高速车削不同刀具磨损阶段,随切削时间的增加,刀具前刀面主要磨损形式由月牙洼逐渐变为积屑瘤、崩刃以及涂层剥落,主要磨损机理为粘结磨损、氧化磨损;刀具后刀面的磨损形式由切屑与氧化物的粘结逐渐变为积屑瘤、崩刃、沟痕、涂层剥落以及高温烧蚀,主要的磨损机理为氧化磨损、粘结磨损以及磨粒磨损。

深冷处理对PCBN刀具切削性能的影响研究

针对PCBN刀具在硬切削加工中磨损严重、切削寿命短的问题,开展了PCBN刀具深冷处理试验和经深冷处理的PCBN刀具高速硬车削AISI 4340钢的试验,研究深冷处理对PCBN刀具表面完整性(包括微观形貌、粗糙度、显微硬度和残余应力)及切削性能的影响规律,探究提高PCBN刀具耐磨性和刀具寿命的方法。研究结果表明,经过深冷处理之后,刀具表面缩松缩孔等缺陷明显减少甚至消失,表面形貌得到改善,但刀具表面粗糙度增大;刀具表面显微硬度、残余应力均得到提高;表面形貌和表面残余应力对刀具寿命影响较大,其次是表面显微硬度,表面粗糙度对刀具寿命影响较小。深冷处理后,刀具黏结、氧化磨损减少,刀具寿命较未处理刀具提高24.78%,可见,深冷处理可有效改善PCBN刀具表面完整性,从而提高刀具寿命。