隨著我國(guó)資源開(kāi)采、海洋勘探、航空航天等技術(shù)密集型產(chǎn)業(yè)飛速發(fā)展,各種超耐熱、耐磨損、耐腐蝕合金以及碳纖維等難切削材料如雨后春筍。涂層刀具作為一種高端切削工具,行業(yè)內(nèi)使用率超過(guò)50%。但因切削工況惡劣,涂層刀具存在涂/基熱膨脹系數(shù)差異、涂層內(nèi)部殘余應(yīng)力等問(wèn)題,導(dǎo)致涂/基結(jié)合差,切削過(guò)程中涂層易發(fā)生開(kāi)裂、脫落等失效現(xiàn)象,使涂層刀具壽命和加工質(zhì)量嚴(yán)重降低。針對(duì)這一技術(shù)難題,本文采用激光微織構(gòu)技術(shù),在刀具基體表面置入織構(gòu),再制備表面涂層,以增強(qiáng)涂/基結(jié)合強(qiáng)度,提升涂層刀具耐磨性能。同時(shí),發(fā)揮刀具表面織構(gòu)的減摩脫粘作用,協(xié)同提升涂層刀具的切削性能。本文主要研究?jī)?nèi)容如下。（1）根據(jù)刀具涂層制備過(guò)程與涂層結(jié)合機(jī)制,闡述了基體表面置入微織構(gòu)形貌可以為涂層引入機(jī)械錨固作用的依據(jù);分析了刀具涂層的主要失效原因,是由于涂層內(nèi)部殘余應(yīng)力過(guò)大,使涂/基結(jié)合界面處出現(xiàn)裂紋和翹曲等失效特征,并說(shuō)明了界面結(jié)合形貌與激光加工對(duì)涂層內(nèi)部殘余應(yīng)力的釋放和調(diào)控作用;結(jié)合金屬切削理論,分析了織構(gòu)對(duì)刀-屑接觸長(zhǎng)度的影響;結(jié)合硬質(zhì)合金涂層刀具常用工況下的磨損形式,提出了基體表面織構(gòu)的方案。（2）利用UG NX軟件建立了普通刀具、毛化... 

【文章頁(yè)數(shù)】：79 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 切削刀具技術(shù)概述
        1.2.1 材料與結(jié)構(gòu)選型
        1.2.2 表面預(yù)處理技術(shù)
        1.2.3 切削工藝優(yōu)化
    1.3 表面織構(gòu)技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 典型表面織構(gòu)技術(shù)及應(yīng)用
        1.3.2 刀具表面織構(gòu)技術(shù)研究
    1.4 涂層刀具織構(gòu)化研究進(jìn)展
    1.5 本課題來(lái)源及主要研究?jī)?nèi)容
        1.5.1 本課題來(lái)源
        1.5.2 主要研究?jī)?nèi)容
第二章 刀具切削相關(guān)基礎(chǔ)理論研究
    2.1 刀具涂層技術(shù)基礎(chǔ)
        2.1.1 涂層分類(lèi)及制備方法
        2.1.2 涂層形成與結(jié)合機(jī)制
        2.1.3 涂層失效原因分析
    2.2 微織構(gòu)刀具切削理論
        2.2.1 切屑形成過(guò)程
        2.2.2 切削力模型
        2.2.3 刀-屑接觸模型
    2.3 刀具磨損機(jī)制
        2.3.1 刀具磨損過(guò)程
        2.3.2 磨損機(jī)理及分類(lèi)
    2.4 本章小結(jié)
第三章 涂層織構(gòu)刀具切削仿真分析
    3.1 涂層織構(gòu)刀具切削模擬仿真
        3.1.1 模型建立與網(wǎng)格劃分
        3.1.2 工件材料本構(gòu)模型
        3.1.3 切屑分離準(zhǔn)則
        3.1.4 摩擦與磨損模型
    3.2 切削仿真結(jié)果與分析
        3.2.1 切削力
        3.2.2 切削溫度
        3.2.3 磨損量預(yù)測(cè)
    3.3 本章小結(jié)
第四章 激光表面織構(gòu)工藝試驗(yàn)研究
    4.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)
        4.1.1 試驗(yàn)材料
        4.1.2 試驗(yàn)設(shè)備
        4.1.3 試驗(yàn)方案
    4.2 激光毛化試驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.2.1 激光輸出功率的影響
        4.2.2 激光脈沖寬度的影響
        4.2.3 激光掃描次數(shù)的影響
        4.2.4 毛化金相顯微組織分析
    4.3 激光微溝槽試驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.3.1 激光泵浦電流的影響
        4.3.2 單元溝槽初始間距的影響
        4.3.3 激光掃描次數(shù)的影響
    4.4 本章小結(jié)
第五章 涂層試樣制備與力學(xué)性能檢測(cè)
    5.1 涂層試樣制備
        5.1.1 激光微織構(gòu)加工
        5.1.2 TiAlN涂層的制備
    5.2 涂層性能檢測(cè)與表征
        5.2.1 檢測(cè)方法及原理
        5.2.2 試驗(yàn)與檢測(cè)設(shè)備
    5.3 涂層表面形貌分析
    5.4 涂層材料性能分析
        5.4.1 顯微硬度分析
        5.4.2 殘余應(yīng)力分析
        5.4.3 結(jié)合強(qiáng)度分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 鎳基合金INCONEL718 高速車(chē)削試驗(yàn)研究
    6.1 試驗(yàn)方案
        6.1.1 試驗(yàn)設(shè)備與工況
        6.1.2 切削刀具制備
    6.2 試驗(yàn)結(jié)果與分析
        6.2.1 切削力分析
        6.2.2 切削溫度分析
        6.2.3 磨損形貌分析
    6.3 微織構(gòu)作用機(jī)理分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)與展望
    7.1 研究總結(jié)
    7.2 展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間取得成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]中國(guó)機(jī)床工具市場(chǎng)與產(chǎn)業(yè)運(yùn)行形勢(shì)分析[J]. 毛予鋒.  世界制造技術(shù)與裝備市場(chǎng). 2017(03)
[2]硬質(zhì)合金激光毛化工藝試驗(yàn)研究[J]. 符永宏,顧亞勵(lì),康正陽(yáng),王海波,李玉弟.  激光技術(shù). 2016(04)
[3]表面織構(gòu)創(chuàng)新設(shè)計(jì)的研究回顧及展望[J]. 王靜秋,王曉雷.  機(jī)械工程學(xué)報(bào). 2015(23)
[4]表面工程應(yīng)用實(shí)例 [例42]激光表面微織構(gòu)技術(shù)在機(jī)械工程領(lǐng)域的應(yīng)用[J]. 符永宏,康正陽(yáng).  中國(guó)表面工程. 2015(05)
[5]內(nèi)燃機(jī)氣缸內(nèi)孔分區(qū)異化激光微織構(gòu)技術(shù)研究[J]. 華希俊,葛漢青,符永宏,尹必峰,康正陽(yáng).  內(nèi)燃機(jī)工程. 2015(04)
[6]表面形貌變形對(duì)塑性成形滑動(dòng)接觸界面摩擦的影響[J]. 胡兆穩(wěn),劉焜,劉小君,劉奎.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2015(04)
[7]去工業(yè)化與再工業(yè)化:歐洲主要國(guó)家的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)[J]. 趙儒煜,閻國(guó)來(lái),關(guān)越佳.  當(dāng)代經(jīng)濟(jì)研究. 2015(04)
[8]表面形貌對(duì)滑動(dòng)接觸界面摩擦行為的影響[J]. 楊本杰,劉小君,董磊,王偉,劉焜.  摩擦學(xué)學(xué)報(bào). 2014(05)
[9]納米磁性切削液下Ti6Al4V銑削機(jī)理及試驗(yàn)研究[J]. 王靈玲,陳宇曉,王正才,陳善飛.  制造技術(shù)與機(jī)床. 2014(07)
[10]表面微溝槽車(chē)刀的切削試驗(yàn)與性能分析[J]. 符永宏,肖開(kāi)龍,華希俊,袁志超,楊燁剛.  中國(guó)表面工程. 2013(06)

碩士論文
[1]激光毛化WC-Co刀具的直角切削試驗(yàn)研究[D]. 顧亞勵(lì).江蘇大學(xué) 2016
[2]類(lèi)金剛石薄膜的膜/基界面調(diào)控及其機(jī)械力學(xué)性能研究[D]. 卓國(guó)海.江西理工大學(xué) 2015
[3]涂層刀具結(jié)合界面的仿生設(shè)計(jì)[D]. 楊智能.合肥工業(yè)大學(xué) 2013



本文編號(hào)：3710725