鎢合金是一種以金屬鎢顆粒為主要成分,通過粉末冶金工藝制備的雙相金屬,得益于其密度大、熔點高、抗腐蝕性優(yōu)異和輻射屏蔽性好等特性,廣泛應(yīng)用于航空航天、武器、核工業(yè)和醫(yī)療等領(lǐng)域。由于鎢合金具有晶粒粗大,在常溫下呈脆性,易粘結(jié)且脆-韌轉(zhuǎn)變溫度高的特點,在鎢合金切削加工過程中存在嚴(yán)重的刀具磨損現(xiàn)象,導(dǎo)致了加工成本高、質(zhì)量差、效率低等問題。但是目前缺乏針對鎢合金切削加工刀具磨損的相關(guān)研究,刀具磨損機(jī)理不明。涂層刀具有耐侵蝕、表面硬度高、熱穩(wěn)定性好、綜合成本低等特點,大量應(yīng)用于各種難加工材料的加工。因此,本文圍繞涂層刀具加工鎢合金刀具的磨損行為進(jìn)行了研究。針對目前尚無系統(tǒng)的成品涂層刀具表征方法的現(xiàn)狀,本文首先從涂層刀具性能表征入手,通過對所選刀具的性能參數(shù)進(jìn)行各類測試、對比和分析,建立了一套針對涂層刀具理化參數(shù)的表征方法,繼而對刀具的基體、涂層和元素成分等性能參數(shù)開展了測試;然后以劃痕實驗研究了刀具的涂層-基體結(jié)合強(qiáng)度和涂層破損性質(zhì);最后通過摩擦磨損實驗的方式,對比了不同涂層刀具的耐磨性能差異和涂層破損性質(zhì),分析了導(dǎo)致差異的原因,并建立了刀具摩擦磨損行為與涂層力學(xué)性能、刀具劃痕性能之間的聯(lián)系,初步指... 

【文章來源】：西南交通大學(xué)四川省 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 鎢合金的制備、性能、應(yīng)用和切削加工現(xiàn)狀
        1.2.1 鎢合金制備、性能和應(yīng)用
        1.2.2 鎢合金切削加工
    1.3 涂層刀具及其摩擦磨損行為研究現(xiàn)狀
        1.3.1 刀具涂層制備工藝
        1.3.2 涂層類別及其性能表征
        1.3.3 涂層刀具摩擦磨損實驗
    1.4 本文主要研究內(nèi)容
第2章 鎢合金切削刀具選型和刀具理化性能表征
    2.1 鎢合金切削加工刀具選擇
    2.2 刀具表面形貌觀測
        2.2.1 刀具表面掃描電鏡形貌觀測
        2.2.2 刀具表面三維形貌參數(shù)測試
    2.3 刀具基體參數(shù)觀測
        2.3.1 刀具基體硬度測試
        2.3.2 刀具基體晶粒觀測
    2.4 刀具涂層參數(shù)測試
        2.4.1 刀具涂層厚度觀測
        2.4.2 刀具涂層納米壓痕測試
    2.5 刀具元素成分測試
        2.5.1 基體元素成分測試
        2.5.2 涂層元素成分測試
    2.6 本章小結(jié)
第3章 涂層刀具劃痕實驗及其失效機(jī)理分析
    3.1 涂層-基體體系結(jié)合強(qiáng)度、失效原理和劃痕失效形式
        3.1.1 涂層-基體結(jié)合強(qiáng)度
        3.1.2 涂層拉、壓應(yīng)力失效原理
        3.1.3 劃痕實驗中涂層-基體失效形式
    3.2 涂層刀具劃痕實驗
        3.2.1 劃痕實驗簡介
        3.2.2 劃痕實驗設(shè)備
    3.3 涂層刀具劃痕實驗、觀測及分析
        3.3.1 劃痕實驗
        3.3.2 劃痕實驗結(jié)果觀測及分析
    3.4 本章小結(jié)
第4章 摩擦磨損實驗平臺設(shè)計、搭建和測試
    4.1 涂層摩擦磨損測試現(xiàn)狀
    4.2 摩擦磨損實驗平臺總體設(shè)計
    4.3 實驗平臺摩擦副設(shè)計
    4.4 實驗平臺力加載機(jī)構(gòu)設(shè)計及仿真分析
        4.4.1 力加載機(jī)構(gòu)方案比較
        4.4.2 力加載機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.4.3 刀具夾持結(jié)構(gòu)設(shè)計
        4.4.4 力加載機(jī)構(gòu)有限元分析
    4.5 摩擦磨損實驗平臺搭建和校準(zhǔn)
        4.5.1 實驗平臺搭建
        4.5.2 實驗平臺測試
    4.6 本章小結(jié)
第5章 刀具-鎢合金摩擦副摩擦磨損實驗及分析
    5.1 刀具摩擦磨損實驗
    5.2 實驗?zāi)Σ料禂?shù)
    5.3 KC5410、KCU10和K313 三種刀具磨痕觀測
    5.4 KC5010、AC510U和 GC1115 三種刀具磨痕觀測
    5.5 六種刀具摩擦磨損行為分析
        5.5.1 六種刀具耐磨性能對比
        5.5.2 六種刀具摩擦磨損行為分析
    5.6 車削驗證實驗
        5.6.1 車削實驗設(shè)計
        5.6.2 車削實驗及分析
    5.7 本章小結(jié)
總結(jié)與展望
    研究內(nèi)容總結(jié)
    研究工作展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表論文及參與項目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]切削刀具硬質(zhì)涂層的結(jié)構(gòu)及其切削性能的研究[J]. 方浩天,周飛,馬強(qiáng),吳志威,孔繼周.  機(jī)械制造與自動化. 2017(04)
[2]PCBN刀具高速精密切削W-Ni-Fe合金的性能研究[J]. 張燕,夏志輝,徐東鳴.  粉末冶金工業(yè). 2016(06)
[3]基于ABAQUS的某載貨汽車前橋有限元分析及模態(tài)分析[J]. 劉廣祿,董斌,李登科,郭嘉.  機(jī)械與電子. 2016(07)
[4]粗顆粒鎢粉對90W-Ni-Fe鎢合金燒結(jié)變形與組織性能的影響[J]. 羅崇玲,王建新,孫改云,鄭軍.  粉末冶金技術(shù). 2016(03)
[5]鎢合金穿甲彈芯材料強(qiáng)化技術(shù)及材料技術(shù)國外研究分析[J]. 張明星,黃曉霞.  四川兵工學(xué)報. 2015(12)
[6]Si、Cr的加入對TiAlN涂層熱穩(wěn)定性能的影響[J]. 朱麗慧,胡濤,宋誠,孟吉煒,劉振宇,劉一雄.  硬質(zhì)合金. 2015(06)
[7]WC-Co硬質(zhì)合金最新進(jìn)展[J]. 張衛(wèi)兵,劉向中,陳振華,陳鼎,彭程.  稀有金屬. 2015(02)
[8]切削刀具摩擦磨損的研究方法綜述[J]. 張輝,李桂玉,付增,唐倩雯,宋輝輝,顏培.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2015(01)
[9]基于Deform-3D的65Mn硬態(tài)切削加工仿真研究[J]. 趙晶晶,覃壽同,林強(qiáng),王棟,張銀霞,李松濤,段閃閃,李榮鑫.  機(jī)床與液壓. 2014(23)
[10]硬質(zhì)合金涂層刀片的金相檢測[J]. 胡希川,劉風(fēng)光,李克林.  硬質(zhì)合金. 2014(06)

博士論文
[1]ZrTiN梯度涂層刀具的制備及性能研究[D]. 顏培.山東大學(xué) 2012
[2]鈦合金Ti6Al4V高效切削刀具摩擦磨損特性及刀具壽命研究[D]. 王曉琴.山東大學(xué) 2009
[3]物理氣相沉積（PVD）涂層的摩擦學(xué)行為研究[D]. 莫繼良.西南交通大學(xué) 2008

碩士論文
[1]D+A組合控制多泵源液壓系統(tǒng)控制特性研究[D]. 張陽.燕山大學(xué) 2017
[2]一種導(dǎo)引頭伺服機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)設(shè)計與仿真分析[D]. 周宗馬.南京理工大學(xué) 2015
[3]PCD微銑刀加工純鎢的試驗研究[D]. 劉靖宇.南京航空航天大學(xué) 2015
[4]白光干涉儀的可用性研究[D]. 袁麗.華中科技大學(xué) 2013
[5]TiAlN薄膜的合成、計算和性能研究[D]. 李玉東.上海大學(xué) 2013
[6]氮化物涂層的沖蝕磨損模擬研究[D]. 謝文偉.湘潭大學(xué) 2012
[7]涂層和基體對PVD涂層硬質(zhì)合金刀具高速車削高溫合金的影響[D]. 金狂浩.中南大學(xué) 2012
[8]鎳鋅鈷鐵氧體納米材料的水熱合成與應(yīng)用[D]. 于翔海.電子科技大學(xué) 2012
[9]65Mn彈簧鋼激光焊接研究[D]. 李賓.貴州大學(xué) 2008
[10]超硬Ti基多元氮化物薄膜的制備及性能與理論研究[D]. 劉金良.蘭州大學(xué) 2006



本文編號：3153357