【摘要】：高速鋼刀具是適用于切削或者鉆削的一種硬度和強度極高的機械工具。在機械工業(yè)生產中所使用的的刀具大多數用來切削鐵質材料,刀具的質量和品質越優(yōu)越,市場所占有的比例也就越大。目前大多數高速鋼憑借其獨特的工藝和性能已經在市場中占據重要的地位,但已有研究發(fā)現以傳統工藝制造的高速鋼刀具很難有效提升極限加工精度。磁化處理技術是磁化頻率、磁場強度、磁化時間為參數并且變化的一種手段。然而盡管磁場輔助在加工過程中有諸多優(yōu)越性,但是仍存在少許不足之處。高速鋼刀具伴隨著鉆削或者切削速度的提升,切削或者鉆削效果往往不盡人意,切削后的工件尺寸達不到所需要的工藝要求,這就需要我們探究如何提升高速鋼刀具的性能參數。而離子濺射鍍膜技術被廣泛地用于制備各種功能薄膜,以及提高機械零件表面的耐磨性能、耐腐蝕性能、抗氧化性能等。離子濺射和磁化在單一強化高速鋼的條件下,優(yōu)勢很明顯,但是仍有些不足。所以,本課題研究在預磁處理的基礎上濺射鍍膜TiN薄膜的復合強化處理對高速鋼刀具性能的影響。本課題實驗材料使用W6Mo5Cr4V2高速鋼刀具,使用簡易自制的磁化設備對高速鋼刀具進行預磁處理,第一,研究磁化參數對刀具表面的洛式硬度和顯微組織的影響;第二,為了獲得在復雜多變的工藝條件下最優(yōu)的濺射鍍膜參數,進行在不同鍍膜參數條件下濺射鍍膜TiN膜層的實驗。在基體預磁化的基礎上,再重新離子濺射鍍膜,,然后在其復合表面基體部位進行實驗研究,研究刀具在預磁處理的基礎上濺射鍍膜的表面摩擦磨損性能和顯微組織的變化。在本次正交試驗所取的濺射離子參數范圍內,通過實驗得出提升W6Mo5Cr4V2高速鋼刀具膜層結合力的最優(yōu)化工藝參數為基體負偏壓80V,氮氣分壓0.25Pa,沉積時間60min,沉積溫度250℃,弧電流65A。利用金相顯微鏡觀察高速鋼材料的組織形貌,通過切削試驗來探究刀具復合處理后鉆削性能得到提升的機理。試驗結果表明:高速鋼刀具經過預先磁化處理后對其減少摩擦磨損有很大的影響,而且對于經過預磁鍍膜復合后的刀具硬度也有很大的提升,在本試驗中,在磁化處理參數為15Hz時,刀具磨損量最少。在高速鋼鉆頭鉆削45~#鋼試驗中,經過磁化鍍膜復合處理后的鉆頭刀具在加工工件時的表面質量和未處理后的表面質量相比有很大的優(yōu)化,工件表面粗糙度降低幅度為26.5%~42.2%,且經過復合處理過的鉆頭對工件表面質量有較大的變化,實驗中設置實驗工藝參數為磁場頻率10Hz,磁化時間為30s;基體負偏壓80V,氮氣分壓0.25Pa,沉積時間60min,沉積溫度250℃,弧電流65A時,工件表面質量最好。
【圖文】：

圖 1.1 機械磨損過程曲線FIG. 1.1 curve of mechanical wear process.屬材料摩擦學性能的影響研究現狀領域發(fā)展當中使用的工業(yè)應用的案例[16-17]早期就已經出現，在電子、機械、信息等領域中發(fā)揮巨大的作用，同時，，并且強化它的表面性能。它是在磁場中基體退磁狀態(tài)磁化磁化向量轉動過程的一種工藝方法。在設置好磁場參數條腔體內，在磁場磁力線的作用下，刀具表面的微觀組織發(fā)藝手段[18]。相對于電鍍和涂層等其它強化處理方法，磁化組織結構的一種的技術手段，這種方法既可以不改變金屬金屬表面的強化[19]效果明顯，在機械制造行業(yè)生產中占據者對磁化技術都有了長足深入的研究和顯著成果。在 20 世[20-23]

圖 2.1 磁化處理裝置示意圖FIG. 2.1 schematic diagram of magnetization treatment device. 磁化裝置示意圖可知，實驗前設置好磁化頻率和磁化時間等參數電后，調節(jié)變頻器來改變磁化頻率參數大小來達到實驗所要求的磁場強度會隨著磁化頻率數值的變化而發(fā)生改變，通過磁化時間究磁場對工件材料的影響和效果。鍍膜工作原理
【學位授予單位】：江西理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4;TG711

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本文編號：2681610