纳米微粉热侵渗高速钢刀具切削性能的研究
刀具涂层技术作为提高刀具切削性能的有效途径，己引起世界各国制造业的高度重视，得到了迅速的发展和推广应用。本文采用先进的纳米热侵渗技术，得到了纳米复合渗层刀具，并对刀具渗层特性及渗层刀具的切削性能进行了研究。 在渗层特性测定中，用扫描电镜对刀具表面和截面的观察表明，纳米金刚石颗粒与高速钢基体的匹配较为理想，渗层组织均匀、细密。用扫描电镜能量谱装置对截面成份进行了分析，可知，从表面到内部层区域材料的成分发生了变化，表面具有较高的含碳量，含碳量比未渗透的麻花钻晶粒的组织化学成分中的含碳量普遍高出两倍以上，Mo 含量提高了五倍，其他化学成分也有少许的变化。纳米颗粒的进入，改变纳米复合高速钢的微观组织的同时，也对其力学性能产生巨大的影响，使纳米复合高速钢具有纳米材料的力学特性，即，高的硬度、低的弹性模量、高的韧性，而由于纳米颗粒的浓度随着深度的变化，从表面到材料内部，硬度值逐渐降低，弹性模量逐渐增加，这说明，纳米复合高速钢是一种梯度材料，在产生硬度梯度的同时，也产生了相反趋势的弹性模量梯度。 用纳米热侵渗W18Cr4V高速钢麻花钻对A3钢、不锈钢、炮钢几种具有不同强度和硬度试件材料进行了大量的切削试验，分析了纳米热侵渗刀具的切削性能及磨损特性。结果表明：与未处理钻头相比，纳米热侵渗W18Cr4V高速钢麻花钻的切削性能明显改善，钻头寿命延长。纳米热侵渗钻头的初期磨损阶段较长，正常磨损阶段明显延长，但是在后期，在切削热的作用下，致使麻花钻在未达到磨钝标准就失去钻削性能。进一步用 SEM 对钻头磨损区域的观察表明：外缘转角区，在切削速度较低时表现为粘结磨损，在切削速度较高时则热氧化、粘结磨损为主要的磨损失效形式；主切削刃中间部分一般为粘结磨损；横刃区主要由于强烈的挤压作用产生高温，导致粘结磨损和热氧化磨损。
- 作者：
- 李映君
- 学位授予单位：
- 沈阳理工大学
- 专业名称：
- 机械制造及其自动化
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2007年
- 导师姓名：
- 贾春德
- 中图分类号：
- TG713；TG506.1
- 关键词：
- 纳米微粉；高速钢刀具；刀具涂层；纳米热侵渗技术；麻花钻
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