【摘要】：鎳基高溫合金由于在高溫高壓等復(fù)雜條件下仍能具有較好的金屬特性,因此在航空航天、船舶、核電等行業(yè)得到極其廣泛的應(yīng)用。但切削力大、刀具磨損嚴(yán)重、切削溫度高等加工難題一直是制約高溫合金發(fā)展的主要因素。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,各種新型刀具材料的出現(xiàn)有效地提高了高溫合金加工效率,如PCBN刀具等已經(jīng)在高溫合金的切削加工中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。在運(yùn)用新型刀具的同時(shí)采用高壓冷卻等非常規(guī)的加工方法也可以取得良好的加工效果。針對高溫合金的以上這些加工難題,本文在高壓冷卻下采用PCBN刀具進(jìn)行鎳基高溫合金GH4169的切削試驗(yàn),在不同倒棱角度和倒棱寬度的刀具、冷卻壓力以及切削用量的條件下,對切削力、刀具的磨損形式、刀具磨損機(jī)理以及刀具耐用度進(jìn)行了深入的研究。首先,進(jìn)行了高壓冷卻下鎳基高溫合金切削力試驗(yàn)研究。主要設(shè)計(jì)了高壓冷卻下PCBN刀具切削鎳基高溫合金GH4169的正交和單因素試驗(yàn),運(yùn)用數(shù)學(xué)理論研究不同因素對切削力的顯著性影響,同時(shí)研究了切削力在不同刀具幾何參數(shù)、冷卻壓力以及切削用量的條件下的規(guī)律影響分析。其次,進(jìn)行高壓冷卻下PCBN刀具磨損機(jī)理分析。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果和刀具磨損的相關(guān)理論,對PCBN刀具磨損關(guān)鍵部位的主要磨損形式進(jìn)行深入分析,同時(shí)探討了不同磨損狀態(tài)下的磨損機(jī)理分析;同時(shí)在其它相同切削條件下還利用掃描電鏡和能譜分析對不同切削速度的PCBN刀具磨損形貌進(jìn)行了深入的研究分析。再次,進(jìn)行了高壓冷卻下PCBN刀具耐用度試驗(yàn)研究。探討了不同切削條件下PCBN刀具切削鎳基高溫合金GH4169刀具耐用度的影響規(guī)律,并采用多元線性回歸法建立高壓冷卻下PCBN刀具耐用度預(yù)測模型。最后,建立PCBN刀具磨損預(yù)測模型。結(jié)合傳統(tǒng)的Archard粘結(jié)磨損模型,并通過試驗(yàn)、數(shù)學(xué)分析以及金屬切削相關(guān)理論建立高壓冷卻下PCBN刀具磨損預(yù)測模型。
【圖文】：

哈爾濱理工大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文第 1 章 緒論1.1 課題的研究目的和意義高溫合金通常是以第Ⅷ族元素（鐵、鈷、鎳）為基，加入大量強(qiáng)化元素而形成的，能夠長期在高溫和一定高壓條件下仍具有較高的抗疲勞強(qiáng)度、屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度、較強(qiáng)抗腐蝕性、抗氧化性、熱穩(wěn)定性、抗腐蝕性能的金屬材料。正是由于其在高溫等復(fù)雜條件下仍能具有這些較好的金屬特性，，并且?guī)缀鯖]有磁性[1-2]，因此被作為航空航天發(fā)動機(jī)、核動力裝置和燃?xì)廨啓C(jī)熱端零部件中的關(guān)鍵材料，并得到極其廣泛的應(yīng)用，對我國航空核能等行業(yè)的飛速發(fā)展起到極其關(guān)鍵的作用。高溫合金的應(yīng)用如圖 1-1 所示。

的摩擦系數(shù)只有傳統(tǒng)硬質(zhì)合金的三分之一左右；并且隨。較低的摩擦系數(shù)加工時(shí)的切削力的減小，進(jìn)而減緩刀加工質(zhì)量。世紀(jì)五六十年代，美國通用電器（GE）公司利用石墨法，在實(shí)驗(yàn)室首次成功的合成出在自然界中未發(fā)現(xiàn)的硬種人工合成的超硬材料——立方氮化硼粉末，簡稱 CBN與傳統(tǒng)的超硬物質(zhì)金剛石擁有相同類型的化學(xué)鍵以及相有較高的熱穩(wěn)定性以及較大的化學(xué)惰性，所以引起了世大關(guān)注。但是由于當(dāng)時(shí)科學(xué)制造技術(shù)水平的限制，直到CBN 經(jīng)過燒結(jié)制造成聚晶立方氮化硼（PCBN），并制作]。隨后前蘇聯(lián)、日本、英國等國家的公司對 PCBN 投入了相當(dāng)大的人力以及財(cái)力，相繼生產(chǎn)出各種牌號的 PCB67 年第一次研制出立方氮化硼樣品；之后四川省立方氮輪廠、桂林礦產(chǎn)地質(zhì)研究所以及國內(nèi)如清華大學(xué)、北京大學(xué)等高校在 PCBN 的制造加工方面取得了重大的成就的 PCBN 復(fù)合片。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG71

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡自化;李暢;楊志平;羅勝;陳小告;;PCBN刀具高速切削鎳基高溫合金GH4169的有限元模擬[J];機(jī)械工程材料;2015年07期

2 張穎琳;孫劍飛;陳五一;;PCBN刀具車削鑄造高溫合金的失效機(jī)理研究[J];工具技術(shù);2015年01期

3 計(jì)偉;劉獻(xiàn)禮;范夢超;尤海燕;李瀚洋;;PCBN刀具切削GH706磨損特征研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2015年01期

4 Tommy Pitk.nen;;刀具的高壓冷卻液直噴系統(tǒng)[J];世界制造技術(shù)與裝備市場;2013年05期

5 于靜;倪清泉;趙琰巍;李Z

本文編號：2588506