深冷与钝化处理对高速钢丝锥使用寿命的影响

以M2高速钢丝锥为研究对象,运用深冷技术和电解强化技术对丝锥进行处理。探究深冷加钝化、深冷、钝化和未处理四种工艺下,丝锥在速度为240、320、380r/min时的使用寿命,试验发现经过深冷与钝化双重处理的丝锥比未处理的丝锥使用寿命提高3倍以上,只经过深冷处理的丝锥可提高1.5-3倍;攻丝速度对只钝化处理的丝锥影响较大,速度越高钝化效果越不明显。对微观形貌进行分析后发现二次弥散型碳化物的出现和刃口型式的改变是提高丝锥使用寿命的主要原因。

高速钢丝锥刃口钝化工艺研究

为研究W6高速钢丝锥经回转类刀具钝化设备TYESM-15电解刃口钝化处理时,不同的通电荷量处理丝锥得到对应的刃口钝圆半径后切削H13模具钢过程中,钝化后M8丝锥寿命的变化情况,先采用不同的通电荷量对丝锥分别进行电解钝化的刃口处理方式,使之得到对应的钝圆半径,而后用未钝化和钝化丝锥分别对H13模具钢进行攻丝试验,并通过逐点停车的方式来测量丝锥主要切削齿的后刀面磨损值,绘制不同电解参数下丝锥的磨损曲线图,分析不同钝圆半径对丝锥寿命的影响。结果表明:经TYESM-15钝化后的丝锥刃口均匀,刃口尺寸具有足够的可靠性;经电解参数中通电荷量75C处理过的丝锥寿命提高最为明显,约为未钝化丝锥的3倍。在一定电解参数范围内经刃口钝化处理的丝锥寿命普遍长于未钝化丝锥,在磨损期间降低了初期磨损速率,拉长了正常磨损阶段,且具有更高的加工稳定性和优良的切削性能,从而延长了丝锥寿命。

刃口钝化对高速钢丝锥可靠性的研究

以应力强度干涉模型为基础,以刀具材料本身的临界疲劳应力小于刀具加工时刀头内的最大应力为失效判据,建立破损可靠性理论模型。对钝化处理后的丝锥进行可靠性试验并验证可靠性模型的正确性,通过对比得到刃口钝化处理对高速钢丝锥可靠性的影响。

EM35丝锥深冷处理工艺试验研究

采用正交设计试验方法研究了EM35高速钢丝锥的深冷处理工艺。通过切削钛合金试验,分析不同的深冷处理温度、保温时间和降温速率对高速钢丝锥寿命的影响。得出深冷工艺的最优方案为深冷温度-170℃、降温速率2℃/min、保温时间10 h;测量深冷前后丝锥硬度,结果表明,丝锥硬度平均提高0.36～1.34 HRC;依据切削扭矩试验,将未经深冷的丝锥和深冷试验后优方化案丝锥进行攻丝扭矩试验对比,验证了新工艺的合理性。

基于Pro/E的丝锥参数化建模方法

采用有限元法对高速钢丝锥攻丝过程进行仿真分析,不但能够获得更全面的刀具切削信息,同时也能有效地降低试验费用,获得较为准确的试验结果。由于丝锥结构复杂、尺寸参数较多,在攻丝仿真中,对丝锥进行快速准确的三维建模尤为重要。本文通过参数化建模设计思想,借助于三维建模软件Pro/E中参数化模块,建立标准丝锥的参数化模型。

涂层高速钢丝锥高速攻丝加工中的性能和寿命试验

采用Ti N涂层和未涂层M35高速钢丝锥进行高速切削试验,通过通用刀具寿命函数建立了丝锥寿命随切削速度变化的关系。结果表明,Ti N涂层高速钢丝锥在较高的切削速度下攻丝加工40Cr-32HRC时可获得较长的切削寿命;根据通用刀具寿命函数模型论证了在一定切削条件下通过选择合适的切削速度范围,能使切削丝锥获得较长的切削寿命。

高速钢丝锥深冷处理过程数值模拟与工艺优化

以材料为W9Mo3Cr4V、型号为M24的高速钢丝锥来进行深冷处理过程的数值模拟与工艺优化。通过ANSYS的热分析模块(Transient Thermal)和流体分析模块(Flunet),对高速钢丝锥分别在浸泡深冷、匀速深冷和逐级深冷三种深冷处理工艺条件下的深冷处理过程进行数值模拟,并通过模拟结果进行比较分析,结果表明逐级深冷处理是最为理想的深冷处理工艺。

S290粉末高速钢高硬度丝锥的盐浴淬火工艺研究

高碳、高合金和高碳饱和度是S290粉末高速钢的成分特点。采用合理的淬火和回火工艺能得到高硬度,并且不容易磨裂。淬火温度对S290钢淬回火硬度影响不明显,但对其过热程度和强度影响明显。S290钢高硬度丝锥适宜的淬火温度为1190℃~1210℃,回火工艺为560℃×1h×2次+550℃×1h×1次,S290钢淬火加热时间略短于M2钢。为保证S290钢的淬回火硬度和韧性,S290钢的淬火冷却速度应比M2钢更快。

高速钢丝锥磨损影响因素的探究

采用响应曲面法建立试验方案和丝锥磨损的二阶模型,完成了深冷温度、保温时间、主轴转速3个因素对W6Mo5Cr4V2(W6)高速钢成品丝锥磨损影响的研究。通过测量切削试验后的丝锥后刀面最大磨损量VB,分析各因素之间的交互作用对丝锥后刀面磨损的影响,确定了各个因素的最佳水平范围。优化后的深冷处理工艺和切削参数有3组,分别为主轴转速为200 r/min时,保温时间和深冷温度取4.68 h、-196℃;保温时间为3 h时,深冷温度和主轴转速取-196℃、180 r/min;深冷温度为-150℃时,保温时间和主轴转速取4.68 h、180 r/min。

GV3高速钢丝锥微观组织及切削性能

对新型GV3高速钢丝锥与传统M2高速钢丝锥的切削性能、化学成分和热处理后的微观组织进行了对比分析。结果表明,GV3高速钢与M2高速钢相比,适当提高了含碳量,同时含有较多的V和W元素。V和W元素在钢中能形成均匀细小的VC和W2C碳化物,淬火过程中阻碍奥氏体晶粒的长大,形成细晶粒组织;回火过程中VC和W2C以极细小质点弥散析出,形成钢的二次硬化,不仅明显提高钢的硬度、耐磨性和红硬性,而且保持了良好的韧性和抗冲击性能。因此GV3钢丝锥不仅在常规切削速度(6.3 m/min)下具有良好的切削性能,而且在较高切削速度(10 m/min)下,仍然具有优良的切削性能。