微波烧结复杂刃形SiAlON陶瓷刀具铣削GH4169高温合金性能研究

针对目前陶瓷刀具结构简单(平刀面为主)、制造效率低等弊端,开展了复杂刃形SiAlON陶瓷刀具微波制造技术研究。通过有限元仿真研究不同刀具结构参数对SiAlON陶瓷刀具铣削GH4169高温合金力和热的影响规律;采用微波烧结技术制造了平刀面和复杂刃形SiAlON陶瓷刀具;通过试验研究刀具结构对SiAlON刀具铣削GH4169高温合金性能的影响,确定了SiAlON陶瓷铣刀片的最优结构。结果表明:基于微波烧结的复杂刃形SiAlON陶瓷刀具获得了设计的刀具结构且刀具刃口具有优良的致密性和力学性能;与平刀面SiAlON陶瓷刀具相比,具有复杂刃形的SiAlON陶瓷刀具有更好的耐磨损性能,高速铣削GH4169高温合金刀具寿命提高了约71.4%。

复杂刃形陶瓷刀具微波烧结技术研究

利用微波烧结技术实现了复杂刃形陶瓷刀具的高效制备。仿真研究了微波电场和温度场随试样加载方式的变化规律,实验验证了不同试样加载方式对陶瓷刀具致密度、力学性能和微观结构的影响以及复杂槽型陶瓷刀具的切削性能。研究结果表明,多个试样平行横放且处于微波烧结腔中心位置时,试样之间的电场强度均匀、温差小,更有利于多个试样同时达到致密。利用微波烧结技术制备的复杂槽型Al_(2)O_(3)/SiC陶瓷刀具刃形结构完整,具有较好的切削性能。相较于传统平刀面陶瓷刀具,复杂槽型陶瓷刀具的金属去除量提高了近2倍,加工表面粗糙度降低了约33%。基于微波烧结的复杂陶瓷刀具“结构-性能”一体化高效制造技术具有广阔的应用前景。

硬质合金刀片复杂刃口的柔性纤维辅助力流变钝化抛光试验研究

为实现硬质合金刀片复杂形状刃口的一致性钝化,提升刀片使用性能和寿命,采用柔性纤维辅助力流变抛光方法,利用非牛顿流体在剪切应力作用下的流变特性和柔性纤维的控流作用,对硬质合金刀片复杂形状刃口进行抛光。以刃口钝圆半径偏离值K为评价指标,用田口法分析抛光转速、纤维密度、纤维与刀片接触长度等工艺参数对刃口钝圆半径及其一致性的影响,并采用方差分析法评估各因素的权重,综合抛光参数对不同位置切削刃的影响,得到的最优工艺参数组合为纤维密度为200~250根/cm^(2),接触长度为4 mm,抛光转速为55 r/min。在最优工艺参数组合下抛光10 min,7个切削刃的钝圆半径均能达到(50.0±5.0)μm的钝化要求,且其切削刃表面粗糙度R;从(118.00±10.00) nm降至(9.35±0.75) nm,刃口完整无缺陷。