鎳基高溫合金的難加工性主要表現(xiàn)為刀具磨損嚴重,本文針對高速切削鎳基高溫合金時刀具磨損特點,從提高刀具抗磨損性能的角度出發(fā),研究了刀具失效壽命與刀具材料性能之間的關(guān)系,建立了陶瓷刀具材料力學(xué)性能預(yù)測模型,研制了具有良好切削性能的新型陶瓷刀具,該刀具能夠較好地高速干切削鎳基高溫合金GH4169。建立了陶瓷刀具破損壽命、磨損壽命與材料性能之間的關(guān)系模型,提出了用于高速切削鎳基高溫合金的陶瓷刀具材料性能的設(shè)計目標(biāo)。結(jié)果表明,與斷裂韌度相比,陶瓷刀具材料抗彎強度對刀具破損壽命的影響更顯著;硬度對陶瓷刀具后刀面磨損壽命的影響大于斷裂韌度;陶瓷刀具材料的斷裂韌度對邊界溝槽磨損壽命的影響大于硬度;陶瓷刀具材料晶界處的殘余壓應(yīng)力場和晶粒細化效應(yīng)能提高陶瓷刀具的抗磨損性能。建立了陶瓷刀具材料斷裂韌度、硬度和納米顆粒最優(yōu)含量的預(yù)測模型,分析了抗熱震性能;設(shè)計了陶瓷刀具材料的組分及其含量。預(yù)測了晶須增韌陶瓷刀具材料的斷裂韌度,確定了 SiC晶須的含量為20 vol%。分別基于殘余熱應(yīng)力和滲流集群理論,建立了納米顆粒的最優(yōu)含量計算方程,確定了納米TiCn顆粒的最佳含量為4vol%。建立了復(fù)合陶瓷刀具材料的硬度預(yù)... 

【文章來源】：山東大學(xué)山東省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：165 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１－１不同工件材料大致的高速切削速度范圍Ｐ］??°

〇＾［６００，９００］?（ＭＰａ）；?裂紋緩慢擴展指數(shù)《取值恒定應(yīng)力％取??值５５０ＭＰａ。圖２－２是采用ＭＡＴＬＡＢ軟件作圖，獲得的陶瓷刀具破損壽命隨抗彎強??度和斷裂韌度的變化情況。??６?＇，?－９００?ＭＰａ?Ａ?丨?６」匕”：??１?＾?＿９＿００＿??Ｖ，?（ＭＰａ）??（ａ）?（ｂ）?（ｃ）??圖２－２陶瓷刀具破損壽命隨抗彎強度和斷裂韌度的變化情況??從圖２－２?（ａ）中可以看出，對于給定應(yīng)力ｔｒａ?＝?５５０ＭＰａ，當(dāng)?shù)毒卟牧系目箯潖姸??為６００?ＭＰａ，即與給定應(yīng)力接近時，隨著刀具材料斷裂韌度的增加，刀具的破損壽??１３??

Ｔｆ＝?－?ｌｃ?，?．?（２－１１）??ｆ?（ｎ－２）ＡＷＷａ??結(jié)合圖２－２?（ｃ），當(dāng)陶瓷刀具材料的斷裂韌度ＣＳＴＩＣ＝４ＭＰａ＿ｍ１／２）?—定時，隨著??抗彎強度的提高，即比例因子Ｆ的增加，刀具的破損壽命提高；且隨著刀具材料斷??裂初度的提高ＣＫｉｃ＝ｌ〇ＭＰａＴｎ１／２），刀具的破損壽命受抗彎強度的影響越顯著。??總之，與斷裂韌度相比，陶瓷刀具材料抗彎強度對破損壽命的影響更加顯著。??在一定恒定應(yīng)力下，當(dāng)陶瓷刀具材料的抗彎強度與恒定應(yīng)力的比例接近時，提高刀??具材料的斷裂軔度并不能明顯提高陶瓷刀具的破損壽命。因此，為了提高陶瓷刀具??的破損壽命，應(yīng)首先提高刀具材料的抗彎強度，即比例因子ｈ然后，通過提高材料??的斷裂韌度來進一步提高陶瓷刀具材料的破損壽命。??２．２陶瓷刀具磨損壽命與刀具材料性能的關(guān)系??２．２．１陶ｆｔ刀具切削離溫合金時的后刀面磨損分析??２．２．１．１陶瓷刀具切削髙溫合金時的磨粒磨損分析??許多學(xué)者對陶瓷刀具材料摩擦過程中的磨損機制進行了研宄，研究發(fā)現(xiàn)，磨粒??磨損機制和陶瓷刀具材料的斷裂韌度和硬度有關(guān)陶瓷刀具材料的磨粒磨損受載??荷的影響

【參考文獻】：
期刊論文
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本文編號：3509767