非对称形貌织构刀具干切削钛合金实验研究

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1、学校代码10530学号201510161698分类号TG712密级公开硕士学位论文非对称形貌织构刀具干切削钛合金实验研究学位申请人邓志强指导教师张高峰教授学院名称机械工程学院学科专业工程硕士（机械工程领域）研究方向先进制造工艺工具及装备二〇一八年六月六号ExperimentalStudyonDryCuttingofTitaniumAlloywithAsymmetricTextureToolCandidateDengZhiqiangSupervisorProf.ZhangGaofengCollegeSchoolofMechanicalEngineeringProgramMechanicalEn

2、gineeringSpecializationAdvancedManufacturingTechnologyandEquipmentDegreeMasterofEngineeringUniversityXiangtanUniversityDateJune,2018摘要刀具的快速磨损依旧是限制难加工材料高速高效加工的关键，其中钛合金作为难加工材料的一种，利用刀具材料革新实现钛合金、高温镍基合金等难加工材料切削速度进一步提高仍难有新的突破，在切削钛合金的过程中，切屑容易粘附在刀具前刀面上，严重阻碍了刀具的切削效率，同时造成了刀具的剧烈磨损。微织构刀具具有良好的减摩性能，被国内外很多的学者所证实。

3、本文利用单点金刚石压头划痕技术在硬质合金表面制备微织构，在硬质合金表面加工不同形貌的微米级沟槽，制备非对称的织构形貌，对比不同形貌织构的摩擦磨损实验，对表面织构化刀具采用干切削实验，分析不同织构形貌对切削性能的影响，得出更好的织构参数。本文研究的主要内容如下：1.采用单点金刚石压头划痕技术在硬质合金表面制备非对称截面形貌的微织构。通过对刀片分别进行10°、20°不同角度的划痕加工，织构间距分别为200m、250m、300m，划痕速度分别为2mm/s、3mm/s、4mm/s，保证织构沟槽的深度，恒定划痕载荷。利用超景深显微镜观测不同参数下织构的截面形貌，证实该方法加工微织构的可行性。2.

4、对织构化的硬质合金表面进行摩擦磨损试验，试验时施加的载荷保持不变，经过相同时间的摩擦磨损后，分析不同截面形貌划痕参数的微织构对表面摩擦系数的影响，利用超景深观察微织构磨损的表面形貌，以获取优良的微织构参数。3.通过制备得到不同截面形貌的微织构刀具进行钛合金的干切削实验，采用扫描电镜和超景深观察切削后刀具前刀面的磨损状态和后刀面的磨损量，并利用EDS(能谱分析仪)对刀具前刀面元素成份含量进行检测，同时观察切屑形态的变化。分析不同截面形貌的微织构的作用机理，分别比较无织构刀具、对称织构刀具、10°形貌织构刀具以及20°形貌织构刀具四种刀具之间的减摩机理分析。关键词:硬质合金刀具；单点金刚石压头划

5、痕技术；非对称形貌织构；摩擦磨损；切屑形成机理IAbstractToolwearisthekeylimitfactorofthehighspeedandefficientprocessingofdifficult-to-cutmaterials.Asakindofdifficult-to-cutmaterial,titaniumalloyisappliedinmanyfields.Eventhoughinnovativematerialsareusedtothemanufactureprocessofit,thereneedsafurtherbreakthroughoftheprocess.

6、Inthetitaniumalloycuttingprocess,thecuttingchipiseasilyadheredtothetool,whichdecreasesthecuttingefficiencyandintensifiesthetoolwear.Itisprovedbyresearchersathomeandabroadthatthemicro-texturetoolhasfavorableanti-frictionperformance.Inthisresearch,themicro-texturewhichwasasymmetricornotwasmachinedthr

7、oughthesingle-pointindenterscratchingprocessingtechnologyonthecementedcarbidesurface.What’smore,thescaleofthetexturewasmicrograde.Inordertogetbetterparametersofthetextures,frictiontestanddrycuttingexperimen