新型硬质合金刀具材料的组织与性能分析

以Ti C和VC为抑制剂,采用先球磨再烧结的两步法制备了新型硬质合金刀具材料,并进行了显微组织、力学性能和抗氧化性能的测试与分析。结果表明,该新型硬质合金刀具材料组织均匀、晶粒细小,具有优异的力学性能和抗氧化性能。该合金材料的平均晶粒尺寸为1±0.5μm,显微硬度达1582HV,横向断裂强度达2600MPa,断裂韧度达21.8MPa·m1/2,700℃氧化5h后的氧化增重量低于6mg/cm2,氧化层有WO3、Co3O4、Co WO4、Ni O等氧化物。

硬质合金涂层刀具车削GFRP的切削力研究

研究了硬质合金涂层刀具车削玻璃纤维增强复合材料时,切削用量对切削力的影响,并通过正交试验建立了切削力经验公式。结果表明:切削速度引起的树脂软化对切削力的影响较大,切削分力随切削速度的增加先减后增,但切削速度由243 m/min增至342 m/min时,切削力变化趋于平缓;切削力随进给量和背吃刀量的增加而增大,但在进给量为0.05 mm/r时,由于涂层刀具刃口的挤压作用,轴向切削力反而较大。正交试验和极差分析表明,背吃刀量对切削合力及各切削分力的影响最大,切削速度对切削合力及轴向分力Fx和径向分力Fy的影响次之,进给量对主切削力Fz的影响较切削速度大。

硬质合金刀具铣削GFRP材料加工特性的研究

为了获得硬质合金刀具加工玻璃纤维增强复合材料(GFRP)的理想铣削参数,为实际生产提供参考,使用硬质合金柄铣刀对GFRP进行开料铣削加工,以进给速度及主轴转速为铣削因素,以铣削力、铣削温度、表面粗糙度及表面损伤形貌为评价指标,对硬质合金铣刀开料铣削加工GFRP材料的加工特性进行探究。结果表明,随着进给速度的增加,铣削力F((x))与F((y))均呈上升趋势,铣削温度呈下降趋势,表面粗糙度随着温度的下降也呈下降趋势;随着刀具转速的增加,铣削力F((x))与F((y))呈先下降后上升的趋势,并在14000 r/min时达到谷值。同时,GFRP开料加工时顺铣端的表面损伤程度要低于逆铣端,即顺铣可以得到更好的表面质量。因此,在选择GFRP材料的开料加工参数时,应根据刀具参数,在计算出合适的每齿进给量的基础上,尽可能选用较大的进给速度与主轴转速,从而提高加工效率,并在一定程度上减小刀具磨损,提高表面质量,降低成本。

新型硬质合金数控刀具材料的铸造工艺研究

采用不同工艺参数进行了YG20-SrTa新型硬质合金数控刀具材料的离心铸造试验,并进行了300℃×96 h高温氧化和300℃高温磨损试验。结果表明,随浇注温度从1500℃增至1600℃或旋转速度从200 r/min增至600 r/min,合金材料的高温氧化性能及其磨损性能都先提高后下降。与浇注温度1500℃相比,合金材料在1550℃进行浇注浇注时高温氧化单位面积质量增重减小28.97%,高温磨损体积减小45.76%。与200 r/min旋转速度相比,旋转速度400r/min时合金材料高温氧化单位面积质量增重减小25.12%,高温磨损体积减小37.25%。YG20-SrTa新型硬质合金数控刀具材料离心铸造时浇注温度优选1550℃、旋转速度优选400 r/min。

高速铣削难加工材料时硬质合金刀具前刀面磨损机理及切削性能研究

采用涂层硬质合金刀具和细晶粒硬质合金刀具对超高强度合金钢(硬度>50HRC、抗拉强度σb>1.4GPa)和马氏体不锈钢(硬度>30HRC)等难加工材料进行了干式高速端面铣削试验;选择刀具寿命作为刀具切削性能的评价指标,利用X射线能谱仪和扫描电子显微镜分析了硬质合金刀具前刀面的磨损形态、磨损机理以及刀具的切削性能.结果表明:在难加工材料的高速铣削过程中,涂层硬质合金刀具主要失效形式为前刀面磨损,细晶粒硬质合金刀具主要失效形式为前刀面月牙洼磨损与剥落;2种刀具的主要磨损机理均为扩散磨损和氧化磨损.对细晶粒硬质合金刀具而言,在考虑刀具材料与工件材料适配性的基础上,必须利用合理的刃口强化处理来降低磨损初期的刃口微崩刃倾向.

硬质合金刀具材料的抗氧化性能研究

选用牌号为YG6,YG6X,YT15和YS8四种硬质合金刀具材料,利用电阻炉对刀具材料加热保温,进行刀具材料的抗氧化性能实验。结果表明:氧化实验中,刀具材料表面的WC被部分氧化成WO3;Co元素被氧化成Co3O4,而刀具材料中的TiC非常稳定,在温度达到1300K时才发现其氧化产物TiO2;含有TiC的刀具材料比不含TiC的刀具材料具有更好的抗氧化性能,晶粒小的刀具材料比晶粒粗大的刀具材料有更好的抗氧化性能;四种刀具材料的高温抗氧化性能好坏顺序为:YS8>YT15>YG6X>YG6。

稀土对硬质合金刀具材料微观结构和力学性能的影响

本文综述了稀土元素的添加方式、种类和形态及其对硬质合金刀具材料微观结构和力学性能的影响，指出了目前研究中存在的问题，并探讨了该领域今后的发展方向。

硬质合金刀具材料摩擦磨损的研究现状及展望

分析了影响硬质合金刀具材料摩擦磨损性能的主要因素及各因素的影响方式,研究了硬质合金磨损的过程及方式,总结了国内外硬质合金刀具材料的摩擦磨损性能研究的现状及不足,提出了对金属切削具有指导作用的硬质合金摩擦磨损研究的新方向。

硬质合金刀具材料化学机械抛光机理研究

目的研究硬质合金刀具材料化学机械抛光(CMP)机理,为改善硬质合金刀具表面质量提供理论支持。方法分析硬质合金刀具材料在酸性抛光液中的化学反应,研究硬质合金刀具材料CMP的化学反应机理。基于接触力学理论计算抛光垫与工件的实际接触面积和单个磨粒的实际切削面积,在运动学分析的基础上,建立硬质合金刀具材料CMP的材料去除率模型,通过实验验证材料去除率模型的有效性。结果在酸性抛光液中,硬质合金被氧化成Co_3O_4。当工件、抛光垫、磨粒类型、工件安装位置确定时,材料去除率与抛光载荷、磨粒浓度和抛光盘转速有关。常用硬质合金抛光条件下,抛光YG8刀具的修正系数Kcm为8.53,抛光后刀具的最低表面粗糙度能达到48nm,材料去除率为62.381nm/min,材料去除率的理论值和实验值的最大相对误差为13.25%,消除了表面缺陷,获得了较好的镜面效果。结论建立的材料去除率模型具有一定的有效性,对硬质合金刀具材料进行化学机械抛光能消除刀具的表面缺陷,改善表面质量。

硬质合金刀具材料的研究现状与发展思路

回顾了常规刀具材料的基本性能 ,从细化晶粒、表面涂层、热处理、添加稀有金属和稀土元素等方面综述了硬质合金刀具材料的研究现状 ,提出采用晶须增韧补强。

粉末表面涂层陶瓷的硬质合金刀具材料

使用溶胶－凝胶法在硬质合金粉末表面涂覆了一层氧化铝陶瓷，涂层粉末经热压烧结后，制得一种新型的涂层刀具材料．这种刀具材料的耐磨性与陶瓷材料接近，并且具有较高的强度和韧性，在切削高硬度材料时表现出良好性能，具有广阔的应用前景．

硬质合金刀具材料的研究进展

介绍了硬质合金刀具材料的研究现状,对其纳米复合强化和激光表面强化两个发展趋势进行了综述,并探讨了这两种强化工艺中的关键问题,即抑制纳米晶粒长大和组织致密化。

稀土硬质合金刀具材料研究进展

简要回顾了稀土硬质合金刀具材料的发展过程，归纳了稀土元素在硬质合金刀具材料中的作用机理。论述了稀土硬质合金刀具材料在力学性能和切削性能方面的最新进展，并探讨了今后的发展方向。

数控铣削树脂砂铸型材料硬质合金涂层刀具磨损机理研究

基于硬质合金涂层刀具数控铣削树脂砂铸型材料的实验,对硬质合金涂层刀具的磨损机理进行了分析。刀具磨损的主要形式为磨粒磨损,该过程类似于金属材料外圆磨削的反作用,即工件为砂型材料、刀具为硬质合金材料。文章通过分析单颗磨粒对刀具的磨损作用,建立了硬质合金涂层刀具磨损模型。研究结果表明:硬质合金涂层刀具在磨粒作用下经历了滑擦耕犁微磨削三种状态变化。

YT15和YG8硬质合金刀具切削碳纤维复合材料磨损对比研究

为了研究不同牌号硬质合金刀具切削碳纤维复合材料的磨损机理和刀具的耐用度,分别采用YT15和YG8硬质合金刀片对碳纤维复合材料进行切削试验。试验结果表明:硬质合金刀具切削碳纤维复合材料时,两类牌号硬质合金刀具的磨损主要发生在后刀面和切削刃处,磨损机理为磨粒磨损,并且在切削相同距离时,YT15硬质合金刀具比YG8硬质合金具磨损更严重,并表现为切削过程中YT15的切削力大于YG8硬质合金刀具。YG8比YT15具有更高耐用度的主要原因是YG8的抗压强度比YT15大,同时热传导率也是一个影响因素。

硬质合金涂层刀具铣削SiCp/Al复合材料刀具磨损研究

SiCp/Al复合材料因含有大量SiC硬质颗粒而使其切削加工性较差。针对该材料的高速高效加工问题,利用硬质合金涂层刀具对体积分数为20%的SiCp/Al复合材料进行面铣,通过单因素实验,研究了切削速度、进给量和轴向切削深度对刀具前刀面和后刀面的磨损过程的影响,以及刀具磨损萌生、扩展演化规律。结果表明:在硬质合金涂层刀具精加工SiCp/Al复合材料过程中,刀尖与工件表面的接触先是凸圆弧面接触,然后变成凹圆弧面接触,最后变成平面接触;刀具磨损随切削速度和轴向切深的增大而增大,而随进给量的增大而减小;硬质合金涂层刀具失效的原因主要是后刀面的耕犁磨损,后刀面最大磨损量VB_(max)超过了0.6 mm,而后刀面磨损的主要原因是磨粒磨损和涂层剥落。

涂层硬质合金刀具切削碳纤维复合材料磨损机理

针对碳纤维复合材料切削过程中刀具磨损的问题,采用涂层硬质合金刀具对碳纤维复合材料管材试件进行了切削试验。对切削过程中的刀具磨损形态、磨损原因和磨损规律进行了研究,并分析了切削速度对刀具磨损的影响。试验结果表明:涂层硬质合金刀具的磨损发生在后刀面和切削刃处,刀尖圆弧处磨损最严重,出现凹坑,刀具磨损后期,后刀面上有黑色粘结物。刀具磨损原因主要是磨粒磨损,刀具磨损速度较快,刀具寿命低,并且切削速度的增加对刀具磨损的影响十分明显。

硬质合金刀具材料发展现状与趋势

回顾了各种硬质合金刀具材料的基本性能和发展现状,并对各种刀具材料技术的研究成果及发展趋势进行了探讨,同时提出了今后的发展方向。

YT类硬质合金金刚石涂层成形刀具对高体积分数SiC_P/Al复合材料的铣削特性研究

采用热丝化学气相沉积法在B212型YT15硬质合金成形铣刀片上制备了微米级金刚石涂层,并以65%SiC颗粒增强铝基复合材料为试件材料进行铣削试验。通过与未涂层硬质合金铣刀进行对比,评价了金刚石涂层硬质合金成形铣刀的涂层效果。结果表明：在相同的切削参数下,金刚石涂层硬质合金刀具各种铣削力比未涂层硬质合金刀具的降低50%-65%;所涂覆金刚石薄膜在铣削过程中具有良好的膜-基附着强度,且经酸碱预处理的涂层硬质合金刀具较适合于高体积分数SiCP/Al复合材料的粗加工,醇碱预处理的涂层硬质合金刀具较适合于其半精加工;涂层硬质合金刀具持续加工的工件表面质量优于未涂层硬质合金刀具所加工,且所铣槽的成形精度较未涂层硬质合金刀具所铣槽提高约30%。

硬质合金刀具材料技术水平的进展

第十届中国国际机床展览会于2007年4月9日至15日在北京举行。本文评介了本次展览会上的切削刀具展品,重点阐述了当代硬质合金刀具材料技术水平的进展。中国在这方面也有很大的进步。