發(fā)布時間：2020-03-18 08:37

【摘要】：鎳基高溫合金由于在高溫高壓等復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)得到極其廣泛的應用。但切削力大、刀具磨損嚴重、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。隨著科學技術的發(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刀具等已經在高溫合金的切削加工中表現(xiàn)出優(yōu)異的性能。在運用新型刀具的同時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刀具進行鎳基高溫合金GH4169的切削試驗,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、刀具磨損機理以及刀具耐用度進行了深入的研究。首先,進行了高壓冷卻下鎳基高溫合金切削力試驗研究。主要設計了高壓冷卻下PCBN刀具切削鎳基高溫合金GH4169的正交和單因素試驗,運用數(shù)學理論研究不同因素對切削力的顯著性影響,同時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,進行高壓冷卻下PCBN刀具磨損機理分析。根據試驗結果和刀具磨損的相關理論,對PCBN刀具磨損關鍵部位的主要磨損形式進行深入分析,同時探討了不同磨損狀態(tài)下的磨損機理分析;同時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刀具磨損形貌進行了深入的研究分析。再次,進行了高壓冷卻下PCBN刀具耐用度試驗研究。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刀具耐用度預測模型。最后,建立PCBN刀具磨損預測模型。結合傳統(tǒng)的Archard粘結磨損模型,并通過試驗、數(shù)學分析以及金屬切削相關理論建立高壓冷卻下PCBN刀具磨損預測模型。
【圖文】：

哈爾濱理工大學工學碩士學位論文第 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度、屈服強度、抗拉強度、較強抗腐蝕性、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、核動力裝置和燃氣輪機熱端零部件中的關鍵材料，并得到極其廣泛的應用，對我國航空核能等行業(yè)的飛速發(fā)展起到極其關鍵的作用。高溫合金的應用如圖 1-1 所示。

的摩擦系數(shù)只有傳統(tǒng)硬質合金的三分之一左右；并且隨。較低的摩擦系數(shù)加工時的切削力的減小，進而減緩刀加工質量。世紀五六十年代，美國通用電器（GE）公司利用石墨法，在實驗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)的超硬物質金剛石擁有相同類型的化學鍵以及相有較高的熱穩(wěn)定性以及較大的化學惰性，所以引起了世大關注。但是由于當時科學制造技術水平的限制，直到CBN 經過燒結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 投入了相當大的人力以及財力，相繼生產出各種牌號的 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、桂林礦產地質研究所以及國內如清華大學、北京大學等高校在 PCBN 的制造加工方面取得了重大的成就的 PCBN 復合片。
【學位授予單位】：哈爾濱理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG71

【參考文獻】

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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理研究[J];工具技術;2015年01期

3 計偉;劉獻禮;范夢超;尤海燕;李瀚洋;;PCBN刀具切削GH706磨損特征研究[J];摩擦學學報;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