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1、PCBN刀具干湿切削淬硬钢对比试验研究2006年第40卷No5PCBN刀具干湿切削淬硬钢对比试验研究19曹永泉张弘技董海李姣大连理工大学摘要:通过PCBN刀具干,湿切削淬硬轴承钢GCrl5对比试验,对两种条件下的切削力随刀具磨损的变化,刀具寿命及被加工工件表面粗糙度进行了对比.试验表明:干切削状态下金属软化效应占主导地位,湿切削可获得更好的表面粗糙度,切削液在刀具磨损后期开始发挥作用.关键词:PCBN,金属软化,切削力ComparisonStudyonDryandWetCuttingQuenchedSteelwithPCB
2、NCaoYongqumaZhangHongtaoDonghaietalAbstract:AcomparisonexperimentwithPCBNcuttercuttingquenchedbeT1gsteelGCrl5intwoconditionsofaryturningandwetturningiscarriedout.Thechangeofcuttingforceswithcutterwear,toollifeandthesurfaceroughnessofworkpiecesarecomparedandstudied
3、.Theresultsshowthatthemetalsoftenisdominantindryturningprocess,agoodsurfaceCanbeacquiredinwetturning,andthecuttingfluidtakesaneffectiveeffectattheendoftoolwear.Keywords:polycrystallinecubicboronnitride,metalsoften,cuttingforce1引言2切削试验随着汽车,航空,模具等行业的发展,淬火钢零件的高效经济加工成
4、为一个重要课题.而使用PCBN刀具加工淬硬钢,实现"以车代磨"作为一种较理想的加工手段,不仅能简化加工工艺,提高加工效率,更有益于操作者健康和环境保护.目前国内外对PCBN刀具的使用所做的大量研究工作大都着眼于干切削_10J,很少涉及湿切削,且普遍认为湿切削会加速PCBN刀具磨损,不利于切削加工,但却未深入研究干湿切削的区别.生产中PCBN刀具的纯干切削会遇到很多困难,切削液仍为主要冷却手段.本文通过PCBN刀具精车淬硬GCrl5轴承钢试验,对干,湿切削条件下的切削力,刀具寿命和加工表面粗糙度进行了深入,定量的对比研究,以
5、进一步了解PCBN刀具的使用性能,推动PCBN刀具的应用.收稿日期:2o05年7月(1)刀具材料选用DeBeers公司的AM.BORITE系列DBC50PCBN刀具,它是目前市场上切削淬硬钢性能较好的PCBN刀具,其组成和性能见表1.(2)工件材料选用制造轴承广泛采用的淬硬轴承钢GCrl5,其化学成分见表2.GCrl5经850℃机油淬火,平均硬度为60HRC,金相组织为针状马氏体,碳化物和少量残余奥氏体.表1试验用DBC50PCBN刀具的化学成分和性能CBNTiCWC体AlN/牌号体积体积积百AlB2粒度黏结密度断裂努普百
6、分百分分比体积韧性硬度百分(tan)剂(g/ram3)(MPa)(GPa)比%比%%比%DBC505040642～3C3.525.930表2GCrl5轴承钢的化学成分CSiMnPISCrNi其它O.95～O.15～O.20～1.3O～Cu<GCr15<O.07I<O.020<O.3O1.05O.350.401.62O.25参考文献1韩高荣等.纳米复合薄膜的制备及其应用研究.材料科学与工程,1999,17(4)2MSetoyama.Formationofcubic—AINinTiN/AINsuperl
7、attice.SurfaceandCoatingsTechnology,86—87,(1996):225～2303田家万,劳技军.纳米多层膜中立方A1N外延生长的HRTEM观察.电子显微,2O02,21(5):633—6344TARawdanowicz,VG<M~le,JNarayan,JSankar,AShar—ma.ThehardnessesandelasticmoduliofpulsedlaserdepositedmuhilayerAIN/TiNthinfilms.Composites:PartB,1999(3
8、0):657～6655熊仁章,夏立芳等.TiAIN/Ti多元复合涂层的界面结构.材料科学与工艺,2000,8(2)6李成明等.ZrN及其多层膜的性质和耐腐蚀性能.材料热处理,2003,24(4)第一作者:陈淑花,武汉工业职业技术学院,430064武汉市20(3)试验条件在CA6140车床上进行(见图1)
