本文關(guān)鍵詞：CBN-WC-Co復(fù)合刀具材料的切割實(shí)驗(yàn)與機(jī)理研究

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【摘要】：CBN-WC-Co是通過放電等離子體燒結(jié)技術(shù)制備得到的一種新型復(fù)合刀具材料,它完美結(jié)合了CBN的高硬度和硬質(zhì)合金的高韌性。CBN-WC-Co復(fù)合刀具材料的優(yōu)點(diǎn)使得普通加工方法很難對(duì)其進(jìn)行切割加工。電火花線切割和激光切割加工精度高、表面質(zhì)量好,屬于非接觸式加工,是加工CBN-WC-Co復(fù)合刀具材料行之有效的方法。本文采用電火花線切割和激光切割技術(shù)分別進(jìn)行該復(fù)合材料的切割實(shí)驗(yàn),研究了其切割機(jī)理和熱損傷機(jī)理;揭示了切割工藝參數(shù)對(duì)切割表面形貌、熱損傷以及切割質(zhì)量的影響規(guī)律。具體開展了如下研究工作:(1)開展復(fù)合材料的電火花線切割加工的實(shí)驗(yàn)研究。利用帶能譜分析的掃描電子顯微鏡觀察了切割試件截面和表面的顯微形貌并進(jìn)行了成分分析。從微觀角度分別揭示了CBN顆粒和硬質(zhì)合金基體的材料去除機(jī)理,分析了CBN-WC-10Co刀具材料的電火花線切割熱損傷情況。研究結(jié)果表明:CBN-WC-10Co刀具材料的電火花線切割材料去除機(jī)理主要是通過放電通道產(chǎn)生的高溫使材料局部區(qū)域熔化或者氣化,熔融產(chǎn)物在放電爆炸力作用下被拋出熔池,同時(shí)放電爆炸力使部分CBN顆粒直接從硬質(zhì)合金基體脫落,形成凹坑。粘結(jié)劑金屬鈷因?qū)щ娦院谩⑷埸c(diǎn)和沸點(diǎn)低而容易被過量去除,導(dǎo)致WC顆粒因失去支撐結(jié)構(gòu)而從表層脫落,且放電通道內(nèi)產(chǎn)生的爆炸沖擊波也會(huì)造成WC邊沿局部碎裂。(2)開展復(fù)合材料的激光切割加工的實(shí)驗(yàn)研究。利用掃描電子顯微鏡觀察試件切割截面和表面的微觀形貌,并且觀察了截面的顯微硬度,利用X射線衍射儀分析切割表面的材料成分。研究發(fā)現(xiàn):激光輸出功率為100 W時(shí)加工表面質(zhì)量較好,熱影響區(qū)小,切割截面沒有裂紋,CBN顆粒與硬質(zhì)合金基體結(jié)合良好,在切割表面發(fā)生了CBN向HBN的相變。而激光功率為50 W時(shí),熱影響區(qū)反而增大,切割截面出現(xiàn)多種微觀裂紋,表面粗糙度增大。由于激光加工過程中粘結(jié)劑Co對(duì)CBN和WC顆粒橋接作用的破壞,切口表面重凝層的形成,CBN相變的發(fā)生等原因,使得切割表面硬度下降。(3)利用電火花線切割技術(shù)將此復(fù)合材料制備成纖維微刃,其截面尺寸為0.8mm寬×0.8mm厚×10mm長(zhǎng)。
【關(guān)鍵詞】：CBN-WC-Co 刀具材料 電火花線切割 激光切割 切割機(jī)理
【學(xué)位授予單位】：長(zhǎng)沙理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TG48;TG711
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 緒論10-20
• 1.1 研究背景與意義10-13
• 1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與分析13-17
• 1.2.1 砂輪結(jié)構(gòu)的研究13-14
• 1.2.2 磨料的研究14-15
• 1.2.3 超硬磨料的研究和分析15-17
• 1.3 CBN/超細(xì)硬質(zhì)合金復(fù)合刀具材料17-19
• 1.4 課題來源及研究?jī)?nèi)容19-20
• 第二章 CBN/超細(xì)硬質(zhì)合金復(fù)合材料切割加工技術(shù)20-34
• 2.1 電火花線切割加工原理20-24
• 2.1.1 電火花加工的實(shí)現(xiàn)條件20-21
• 2.1.2 電火花放電加工的微觀過程21-24
• 2.2 電火花線切割加工的特點(diǎn)24-25
• 2.3 電火花線切割加工工藝指標(biāo)與加工工藝規(guī)律25-30
• 2.3.1 加工工藝指標(biāo)25-27
• 2.3.2 加工工藝規(guī)律27-30
• 2.4 激光切割加工機(jī)理30-31
• 2.5 激光切割的特點(diǎn)31-32
• 2.6 影響激光切割加工質(zhì)量的因素32-33
• 2.7 本章小結(jié)33-34
• 第三章 CBN-WC-10Co復(fù)合刀具材料電火花線切割實(shí)驗(yàn)研究34-45
• 3.1 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備和方法介紹34-35
• 3.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備34-35
• 3.1.2 實(shí)驗(yàn)方法和過程35
• 3.2 復(fù)合材料電火花線切割形貌35-36
• 3.3 復(fù)合材料電火花線切割機(jī)理的討論和分析36-41
• 3.3.1 CBN顆粒的電火花線切割材料去除機(jī)理36-39
• 3.3.2 硬質(zhì)合金的電火花線切割材料去除機(jī)理39-41
• 3.4 CBN-WC-10Co的WEDM熱損傷分析41-43
• 3.5 本章小結(jié)43-45
• 第四章 CBN-WC-10Co復(fù)合刀具材料激光切割實(shí)驗(yàn)研究45-57
• 4.1 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備和方法介紹45-47
• 4.1.1 實(shí)驗(yàn)材料和設(shè)備45-46
• 4.1.2 實(shí)驗(yàn)方法和過程46-47
• 4.2 復(fù)合材料激光切割形貌47-49
• 4.3 顯微硬度分析49-50
• 4.4 切割表面成分分析50-51
• 4.5 CBN-WC-10Co的激光切割機(jī)理分析51-53
• 4.6 復(fù)合材料激光切割的熱損傷分析53-54
• 4.7 CBN-WC-10Co纖維微刃的制備54-55
• 4.8 本章小結(jié)55-57
• 結(jié)論與展望57-59
• 結(jié)論57-58
• 展望58-59
• 參考文獻(xiàn)59-64
• 致謝64-66
• 附錄A 攻讀碩士時(shí)期取得研究成果66

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 計(jì)偉;劉獻(xiàn)禮;孫軾龍;;PCBN刀具最新發(fā)展及應(yīng)用[J];航空制造技術(shù);2012年14期

2 樊明亮;;高速磨削技術(shù)在機(jī)械制造中的應(yīng)用研究[J];機(jī)電信息;2012年09期

3 李安海;趙軍;羅漢兵;裴志強(qiáng);;高速干銑削鈦合金時(shí)涂層硬質(zhì)合金刀具磨損機(jī)理研究[J];摩擦學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

4 羊建高;戴煜;;硬質(zhì)合金的發(fā)展趨勢(shì)及特殊粉末的制備技術(shù)[J];稀有金屬與硬質(zhì)合金;2011年01期

5 王毅;邱小明;盧廣林;任露泉;;CuNiSnTi釬料釬焊立方氮化硼的焊接性與微觀結(jié)構(gòu)[J];稀有金屬材料與工程;2007年S3期

6 張興旺;游經(jīng)碧;陳諾夫;;立方氮化硼薄膜制備與性質(zhì)研究新進(jìn)展[J];無機(jī)材料學(xué)報(bào);2007年03期

7 張高峰;鄧朝暉;;聚晶金剛石復(fù)合片的電火花線切割機(jī)理與形貌[J];中國(guó)機(jī)械工程;2007年06期

8 孫寶琦;關(guān)于WC-Co硬質(zhì)合金的強(qiáng)度和結(jié)構(gòu)問題(Ⅰ)[J];稀有金屬與硬質(zhì)合金;2004年01期

9 劉獻(xiàn)禮,孟安,陳立國(guó),侯世香,李振加,袁哲俊;硬態(tài)干式切削 GCr15時(shí)的臨界硬度[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2000年03期

10 張崇高,徐大源,魯?shù)乐?聚晶金剛石刀具的研究[J];中外技術(shù)情報(bào);1994年03期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 戴紅軍;我國(guó)機(jī)械制造業(yè)的發(fā)展研究[D];河北工業(yè)大學(xué);2010年

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