试样倾斜和正压力对球形压头微米划痕测试紫铜的影响

采用球形压头对紫铜进行微米划痕试验,研究了不同恒定正压力下试样倾斜对划痕测试紫铜的影响.结果表明:试验测得的名义摩擦系数与试样倾斜角度线性相关,且斜率不受正压力的影响.建立了球形压头与试样倾斜状态的位置关系模型,发现试样倾斜对名义摩擦系数中的黏着组分无影响,而犁耕组分随倾斜角度线性变化.试样倾斜时的摩擦系数可通过球-面接触力学模型进行校正,获得试样无倾斜时的摩擦系数.摩擦系数与正压力之间呈非线性关系,其中犁耕组分线性增大,黏着组分非线性增大并趋于稳定.通过划痕形貌测量的残余划痕宽度几乎不受试样倾斜的影响,但与正压力的0.5次方存在线性关系.分析了划痕硬度随正压力的变化,发现由残余划痕宽度计算得到的划痕硬度几乎为恒定值,不受正压力影响,而由接触投影面积计算得到的划痕硬度随正压力增大而增大,随后趋于稳定.

取向性硅钢板圆盘剪分切断面损伤形貌及倾斜划痕形成机理

对0.3 mm取向性硅钢进行了圆盘剪分切实验,研究了硅钢片分切断面形貌特征及其损伤形貌。硅钢片分切断面除了塌角、剪切带、断裂带和毛刺等典型特征外,还存在两类损伤形貌,一类是加工侧向间隙变化引起的缺陷,表现为台阶状断裂带、二次剪切带等;另外一类是有规律的倾斜划痕和点坑。研究了倾斜划痕的形貌特征及其形成机理,分析发现倾斜划痕的倾斜角度γ和刀具的咬入角α大小基本一致,且伴随分切过程贯穿整个断面,倾斜划痕的形成与刀具磨损形貌和硅钢金相结构密切相关。刀具磨损造成的刀具外缘粗糙度变差,突出的WC硬质点对硅钢的粗大晶粒产生犁削作用,沿着圆盘刀和硅钢接触界面引起晶粒连串错位滑移,最终形成倾斜划痕。