不同基体硬质合金刀具铣削不锈钢的试验研究

采用不同基体材质的硬质合金刀具进行1Cr18Ni9Ti不锈钢干式铣削试验,对不同铣削时间的腐蚀前和腐蚀后刀具进行扫描电子显微镜(SEM)和元素能谱(EDS)检测,对比分析刀具的寿命和失效机理,以获得在1Cr18Ni9Ti不锈钢干式铣削条件下刀具基体材料的选择依据。研究结果表明:刀具的主要失效机理包括粘结磨损、氧化磨损、热疲劳和边界磨损;不锈钢铣削所具有的断续切削和粘屑的切削工况是造成刀具热疲劳的根本原因;三种基体硬质合金刀具表现出相同的热疲劳特征;刀具的边界磨损情况与基体的韧性呈现很好的对应关系,韧性越差,边界磨损越严重;在选择干式铣削不锈钢刀具的时候,不能以单一韧性或硬度指标作为选择刀具基体的依据,而是选择综合力学性能合适的基体材质。

AlTiN涂层合金划痕测试的失效形式及其失效机理的有限元分析

为了研究硬质合金基体中硬质相和粘结相对涂层内聚失效抗力(LC1)和膜基结合力(LC2)的协同作用,设计制备了具有硬质相+粘结相两相结构的WC-10Co-0.65Cr_3C_2-0.35VC(10Co)、无金属粘结相WC-6Mo_2C-0.68Cr_3C_2-0.37VC(bWC)和无硬质相85.1Co-9.2W-4.7Cr_3C_2–1.0VC(CoW)合金。采用直流磁控溅射技术,在上述合金基体表面分别沉积了厚度约5μm的Al0.55Ti0.45N薄膜。通过划痕测试获得的LC1和LC2及其差值,对涂层的失效形式进行了表征。通过划痕测试过程中涂层应力分布的有限元分析,研究涂层合金划痕失效形式所对应的形成机理。在此,LC1对应涂层首次被剥离或基体首次被暴露时所对应的载荷,与涂层的内聚失效抗力呈正相关关系;LC2对应涂层被完全从基体剥离时的载荷,表征涂层合金的膜基结合强度。在此基础上,进一步研究WC–Co合金基体中WC晶粒度和Co含量对涂层合金划痕测试过程中涂层中应力分布的影响。结果表明,采用软质CoW合金基体,涂层的LC1和LC2均为最低;采用硬质bWC合金基体,涂层的LC2最大,但LC1和LC2差值也最大;采用10Co合金基体,涂层的LC1最大,LC1和LC2差值最小。涂层与基体的杨氏模量比和基体硬度是影响LC1和LC2的关键因素。降低硬质合金基体的晶粒度,选择适中的Co含量,均有利于LC1和LC2的同步改善。

等离子喷涂Sm_2Zr_2O_7/8YSZ热障涂层热冲击应力的数值模拟

热障涂层的热冲击应力对其热冲击性能有重要影响,有关其热冲击应力的研究鲜见报道。采用有限单元法研究了基体材质、厚度对等离子喷涂Sm2Zr2O7/8YSZ热障涂层水淬热冲击应力的影响,并与8YSZ涂层比较。结果表明:涂层内存在较大径向冲击热应力,其值随基体热膨胀系数增加而增大;随基体厚度增加,径向应力逐渐增加,厚度超过25 mm后对径向应力无影响;剪切压应力的绝对值随基体厚度增加而增大,基体厚度超过20 mm后趋于稳定;基体厚度对轴向应力无影响;该涂层的抗热冲击性能优于传统8YSZ涂层。

传动齿轮断裂失效分析

采用金相和扫描电镜等分析方法 ,对失效齿轮进行了分析。结果表明 ,该齿轮在正常运行中产生断齿是由于该齿轮的基体材质、力学性能、化学成分和显微组织均未达到技术要求 ,加之齿轮表面存在缺陷所致。