铣削GH4169高温合金用刀具的磨损机理.pdf

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1、第３４卷第４期材料科学与工程学报总第１６２期Ｖｏｌ．３４Ｎｏ．４ＪｏｕｒｎａｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅ＆ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＡｕｇ．２０１６文章编号：１６７３－２８１２（２０１６）０４－０６４７－０４铣削ＧＨ４１６９高温合金用刀具的磨损机理孙士雷１，赵杰１，赵灿２（１．辽宁石油化工大学，辽宁抚顺１１３００１；２．黑龙江科技大学现代制造加工中心，黑龙江哈尔滨１５００２２）【摘要】采用肯纳ＫＹＨＳ１０陶瓷刀具对高温合金ＧＨ４１６９进行了高速铣削加工试验，结合Ｄｉｎｏ显微镜和扫描电镜观察了陶瓷刀具在高速铣削加工后的磨损形貌，并分析了在不同的切削参数下的刀具磨损机理。试验结果表明：陶瓷刀

2、具的磨损形貌主要表现为沟槽磨损、前刀面月牙洼磨损、后刀面磨损、微崩刃和剥落等，主要的磨损机理为黏结磨损、扩散磨损、磨料磨损等，并且在不同的切削参数下磨损机理不同。黏结磨损随切削速度的提高逐渐加剧，磨粒磨损随切削速度的提高而下降。【关键词】陶瓷刀具；高温合金ＧＨ４１６９；磨损形貌；磨损机理中图分类号：ＴＧ１３２．３＋２文献标识码：ＡＤＯＩ：１０．１４１３６／ｊ．ｃｎｋｉ．ｉｓｓｎ１６７３－２８１２．２０１６．０４．０２８ＷｅａｒＭｅｃｈａｎｉｓｍｏｆＴｏｏｌｉｎＭｉｌｌｉｎｇＳｕｐｅｒＡｌｌｏｙＧＨ４１６９１，ＺＨＡＯＪｉｅ１，ＺＨＡＯＣａｎ２ＳＵＮＳｈｉ－ｌｅｉ（１．ＬｉａｏｎｉｎｇＳｈｉｙｏ

3、ｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｆｕｓｈｕｎ１１３００１，Ｃｈｉｎａ；２．ＭｏｄｅｒｎｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，ＨｅｉｌｏｎｇｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈａｒｂｉｎ１５００２２，Ｃｈｉｎａ）【Ａｂｓｔｒａｃｔ】ＴｈｅＫｅｎｎａＫＹＨＳ１０ｃｅｒａｍｉｃｔｏｏｌｗａｓａｄｏｐｔｅｄｉｎｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｍｉｌｌｉｎｇｏｆｓｕｐｅｒａｌｌｏｙＧＨ４１６９ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｉｔｓｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ．Ｉｎｔｈｅｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄｍｉｌｌｉｎｇｐｒｏｇｒｅｓｓ，ｔｈｅｗｅａｒｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏ

4、ｆｔｈｅｃｅｒａｍｉｃｔｏｏｌｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄｗｉｔｈＤｉｎｏｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅａｎｄｓｃａｎｎｉｎｇｅｌｅｃｔｒｏｎｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ，ａｎｄｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｔｏｏｌｗｅａｒｗａｓａｎａｌｙｚｅｄａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｕｔｔｉｎｇｐａｒａｍｅｔｅｒｓ．Ｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｄｏｍｉｎａｎｔｗｅａｒｉｓｎｏｔｃｈｗｅａｒ，ｒａｋｅｆａｃｅｗｅａｒ，ｆｌａｎｋｗｅａｒ，ｏｒｍｉｃｒｏ－ｃｈｉｐｐｉｎｇａｎｄｆｌａｋｉｎｇｄｅｐｅｎｄｉｎｇｏｎｔｈｅｌｏｃａｔｉｏｎｏｖｅｒｔｈｅｔｏｏｌ．Ｔｈｅｍａｉｎｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍｉｓａｌｓｏｄｉｆｆｅｒｅｎｔａ

5、ｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｐａｒａｍｅｔｅｒｓ，ｉｎｖｏｌｖｉｎｇａｄｈｅｓｉｖｅｗｅａｒ，ｄｉｆｆｕｓｉｏｎｗｅａｒａｎｄａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒ．Ｗｉｔｈｔｈｅｉｎｃｒｅａｓｅｏｆｃｕｔｔｉｎｇｓｐｅｅｄ，ｔｈｅａｄｈｅｓｉｖｅｗｅａｒｉｓｇｒａｄｕａｌｌｙｉｎｃｒｅａｓｉｎｇ，ａｎｄｔｈｅａｂｒａｓｉｖｅｗｅａｒｉｓｄｅｃｒｅａｓｉｎｇ．【Ｋｅｙｗｏｒｄｓ】ａｃｅｒａｍｉｃｃｕｔｔｉｎｇ；ｓｕｐｅｒａｌｌｏｙＧＨ４１６９；ｗｅａｒｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙ；ｗｅａｒｍｅｃｈａｎｉｓｍ性，使得高温合金成为了机械加工中典型的难加工材１前言料，主要表现为切削力大、切削温度高、刀具磨损严重、［

6、５－１０］加工硬化、粘刀现象严重、排屑困难。目前在高温高温合金又称热强合金、耐热合金或超合金，主要合金的加工中使用最多的是陶瓷刀具。以铁、钴、镍为基，含有较多的硬质点和较多的高熔点、陶瓷刀具具有硬度高、强度高、耐磨损、高温稳定高激活能合金元素，具有优良的高温强度、热稳定性及性好，高温红硬性等一系列优点，常温下硬度可达９２～抗热疲劳性，是制造火箭发动机和航空喷气发动机热９５ＨＲＡ，温度达到１２００℃时，硬度仍可达８０ＨＲＡ，耐［１－４］端部件的关键材料。高温合金优良的热稳定性能磨性能也远超硬质合金，在同等条件下，刀具磨损仅为使得材料在一定的温度范围内仍能保持良好的材料特ＹＴ１５硬质合金的１／１５

7、，大大延长了刀具的使用寿收稿日期：２０１５－０６－０３；修订日期：２０１５－０８－１９基金项目：国家自然科学基金资助项目（５１０７５１２８）作者简介：孙士雷（１９８９－），硕士研究生，主要研究方向为高速切削加工及陶瓷刀具对高温合金的加工性能。Ｅ－ｍａｉｌ：８０６２８８０５９＠ｑｑ．ｃｏｍ。通讯作者：赵杰（１９５７－），教授，研究方向为机械高速切削加工技术与煤矿开采技术。Ｅ－ｍａｉｌ：８０６２８８０