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看一看:自润滑刀具材料研究的综述

发布时间:2021-11-17 22:39:52 阅读: 来源:卡盘厂家

1研究自润滑刀具的意义 在切削加工进程中,刀具的前、后刀面不断与切屑和工件接触,并产生剧烈摩擦,接触区处于高温、高压状态。产生在刀具上的摩擦与磨损会造成刀具钝化失效,使切削没法进行;产生在工件上的剧烈摩擦则会使加工表面质量恶化。为减轻切削加工时的摩擦与磨损,目前普遍采取的方法是在切削加工中使用具有润滑作用的切削液。切削液的主要作用是改进切削进程的摩擦润滑状态,降落切削温度,从而延长刀具寿命、提高加工表面质量。但在切削(特别是高速切削)高温作用下,采取切削液润滑存在以下问题:①在切削高温作用下,切削液中的添加剂难以与刀具表面产生作用而构成接触充分的边界膜;②随着切削温度的升高,切削液的粘性呈指数性降落,加上切削压力的作用,易造成微凸体直接接触;③高温环境下易产生液态润滑(润滑油、脂)性能衰减。因此,对高速切削等存在切削高温的加工场合,传统的切削液减摩润滑方法已难以满足加工要求。另外,在切削液的制造、使用、处理及排放进程中需消耗大量资源和能源。德国、日本专家的研究表明:使用切削液的费用约占零件制造本钱的16%,使用磨削液的费用在制造本钱中所占比例则更高。更加严重的是土地征收律师咨询电话,使用切削液会造成环境污染。目前,欧美等工业发达国家为控制切削液对环境的危害,相继制定了严格的工业排放标准,进1步限制了切削液的使用。解决这1问题最有效的途径是采取少、无切削液、对环境友好的绿色干切削加工技术。 采取干式切削时,由于缺少切削液的润滑和冷却作用,刀具—工件、刀具—切屑之间的摩擦加重,切削力增大,切削热激增,切削温度急剧升高,极易引发刀具耐用度降落及加工表面质量恶化。为此,国内外已投入大量人力和资金对干切削技术进行研究,如从改进刀具性能着手开发干切削技术,研制适用于干切削的先进刀具材料(如新型陶瓷刀具、纳米复合涂层刀具、PCBN刀具等)。但由于干切削(特别是高速干切削)时摩擦条件异常严酷,切削温度极高,刀具热磨损10分严重,导致刀具寿命偏低。因此迫切需要研究开发无污染、高效率的新型润滑方式。自润滑材料的出现及发展为解决这1技术困难提供了新的思路高铁拆迁民房赔偿标准,开发和利用自润滑切削刀具无疑是解决这1问题的最好途径之1。自润滑刀具是指刀具材料本身具有减摩、抗磨、润滑功能,可在无外加润滑液或润滑剂的条件下实现自润滑切削加工。由于自润滑刀具的利用可减小摩擦与磨损,省去冷却润滑系统,减少设备投资,避免切削液酿成的环境污染,实现清洁化生产,降落生产本钱,因此自润滑刀具是1种高效、洁净的绿色刀具,在现代切削加工中具有广阔的利用前景。2刀具材料自润滑功能的实现方式 目前,刀具材料自润滑功能的实现主要有3种方式:①利用刀具在切削高温作用下的摩擦化学反应,在刀具材料表面原位生成具有润滑作用的反应膜,从而实现刀具的自润滑;②通过对刀具材料进行表面涂层或表面离子注入,构成自润滑功能表面;③以固态润滑剂作为刀具材料添加剂,制备自润滑刀具材料。 刀具材料表面润滑膜的生成 在切削进程中,刀具表面在切削高温作用下将产生摩擦化学反应。由于硼化物在摩擦进程中易于生成溶解有其它元素的硼氧化物反应膜,而该反应膜具有较低的剪切强度,可有效改进刀具材料的润滑性能,因此,通过对刀具材料进行公道的组分匹配设计和摩擦学设计,有望利用切削进程中的摩擦化学反应在刀具表面原位生成具有润滑作用的反应膜,从而到达刀具自润滑效果。采取该方法获得的刀具材料可避免添加固体润滑剂对刀具材料机械性能的不利影响。由于该润滑膜只有在刀具表面高温条件下通过摩擦化学反应才会产生,因此这类自润滑刀具材料在切削高温下具有良好的自润滑能力,特别适用于高速干切削加工。作者曾用Al2O3/TiB2陶瓷刀具进行干切削淬硬钢的实验研究,结果表明,Al2O3/TiB2陶瓷刀具在高速干切削时具有自润滑功能。当切削速度较低时,切削温度较低,刀具磨损机制主要表现为磨料磨损;当切削速度较高时,刀具表面平均温度>800℃(瞬时最高温度更高),对切削后刀具磨损区进行XRD分析发现,XRD图谱中出现了TiO2衍射峰(见图1),这表明TiB2在切削高温作用下产生了氧化2021年的房屋拆迁补偿价是多少,TiB2的氧化物TiO2、B2O3可在切屑与刀具前刀面之间起到固体润滑剂的作用,此时由基体承受载荷,而摩擦则在氧化膜上进行。由于TiB2氧化物的弹性模量和硬度明显低于基体材料,因此可减小切削力和前刀面的平均动摩擦系数µ(见图2),并能减轻刀具磨损,从而有益于提高刀具耐磨性能。 对Al2O3/TiB2、Al2O3/TiB2/SiCw陶瓷刀具分别在空气和氮气气氛中干切削高强度钢的磨损行动实验研究表明,通入氮气会降落Al2O3/TiB2陶瓷刀具的耐磨损能力,但会提高Al2O3/TiB2/SiCw陶瓷刀具的耐磨损能力。这是由于晶须增韧陶瓷刀具在空气中高速切削时,晶须的氧化与脱落是其主要磨损机制之1,它可资讯分类行业动态帮助文档展会专题报道5金人物商家文章