机夹刀片工作面激光熔覆工艺制定.pdf

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1、２０１４年３月机床与液压Ｍａｒ２０１４第４２卷第５期ＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬ＆ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳＶｏｌ４２Ｎｏ５ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊｉｓｓｎ１００１－３８８１２０１４０５０３０机夹刀片工作面激光熔覆工艺制定李淑玉１，李成彪２（１青岛理工大学汽车与交通学院，山东青岛２６６０３３；２青岛理工大学工程训练中心，山东青岛２６６０３３）摘要：对机夹刀片工作面进行激光熔覆，以改善其表面硬度、耐磨擦和耐腐蚀等性能。从熔覆材料的选择、熔覆粉末添加方式的制定及熔覆层质量控制３个主要方面制定机夹刀片工作面激光熔覆工艺，为采用激光熔覆技术制备刀片涂层工艺提供

2、参考。关键词：激光熔覆；机夹刀片；硬质合金；工艺中图分类号：ＴＧ６６５；ＴＧ７１４文献标识码：Ａ文章编号：１００１－３８８１（２０１４）５－１０８－３ＰｒｏｃｅｓｓＦｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｔｈｅＬａｓｅｒＣｌａｄｄｉｎｇｏｎＭａｃｈｉｎｅＣｌｉｐＢｌａｄｅ１，２ＬＩＳｈｕｙｕＬＩＣｈｅｎｇｂｉａｏ（１ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＡｕｔｏｍｏｔｉｖｅａｎｄＴｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ，ＱｉｎｇｄａｏＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ２６６０３３，Ｃｈｉｎａ；２ＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＴｒａｉｎｉｎｇＣｅｎｔｅｒ，Ｑｉｎｇｄａｏ

3、ＴｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，ＱｉｎｇｄａｏＳｈａｎｄｏｎｇ２６６０３３，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｏｆｍａｃｈｉｎｅｃｌｉｐｂｌａｄｅｗａｓｓｔｕｄｉｅｄｉｎｏｒｄｅｒｔｏｉｍｐｒｏｖｅｔｈｅｓｕｒｆａｃｅｈａｒｄｎｅｓｓ，ｗｅａｒｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ，ｃｏｒｒｏｓｉｏｎｒｅｓｉｓｔａｎｃｅａｎｄｅｔｃ．Ｔｈｅｐｒｏｃｅｓｓｏｆｔｈｅｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｏｎｍａｃｈｉｎｅｃｌｉｐｂｌａｄｅｗａｓｆｏｒｍｕｌａｔｅｄｆｒｏｍｍａｔｃｈｉｎｇｏｆｃｌａｄｄｉｎｇｍａｔｅｒｉａｌ，ｓｅｌｅｃｔｉｏｎｏｆａｄｄｉ

4、ｎｇｃｌａｄｄｉｎｇｐｏｗｄｅｒａｎｄｑｕａｌｉｔｙｃｏｎｔｒｏｌｏｆｃｌａｄｄｉｎｇｌａｙｅｒ．Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｃａｎｐｒｏｖｉｄｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｆｏｒｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｂｌａｄｅｃｏａｔｉｎｇ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｌａｓｅｒｃｌａｄｄｉｎｇ；Ｍａｃｈｉｎｅｃｌｉｐｂｌａｄｅ；Ｃｅｍｅｎｔｅｄｃａｒｂｉｄｅ；Ｐｒｏｃｅｓｓ随着大量难加工材料的出现以及高速切削机床的料相互接触，所以只需在刀片的切削刃处进行激光熔广泛使用，以往常规使用的刀具如硬质合金刀具、高覆，已达到节省贵重材料、提高熔覆效率和降低加工

5、速钢刀具等已渐渐难以满足加工要求，于是出现了一成本的目的。系列超硬材料刀具、涂层刀具。超硬刀具材料，如金刚石、立方氮化硼（ＣＢＮ）等虽然具有超高硬度，但其韧性、可塑性差，不仅价格昂贵、寿命低，而且加工难度大、加工质量一般；而涂层刀具结合了基体的强韧性与涂层的高硬度，满足现代切削加工的要求，具有以往任何刀具难以比拟的优势。以机夹刀片为基体，在刀片上制备新的合金涂层，使刀片具有更加优异的高温力学性能、高温化学稳定性、热稳定性及高温热抗振性能，是目前刀具材料研究与开发的热点。涂层刀片综合了基体的强韧性和涂层的高硬度，图１常见的机夹刀片正是适应现代机加工要求的刀具材料。

6、然而，目前市场上的涂层刀片价格昂贵，且涂层在使用过程中容易１激光熔覆强化机制出现裂纹甚至提早剥落，原因在于涂层与刀片的结合１１激光熔覆的原理及优点激光熔覆技术是材料表面改性的一种重要方法，力太小，严重影响了刀片的使用寿命与机械加工的精它是利用高能激光束将具有不同成分、性能的材料与度。于是，开发一种新的加工工艺———激光熔覆技术基材表面快速熔化、扩展并迅速凝固，形成一层具有制备刀片涂层工艺，增强涂层和基体间的结合力是非特殊物理、化学或力学性能的复合材料，从而获得基常有必要的。图１所示为几种市场上常见的机夹刀体所不具备的性能，如高硬度、耐磨性、耐腐蚀性以片，由于机

7、加工过程中仅仅是刀片的切削刃与工件材收稿日期：２０１３－０３－０５作者简介：李淑玉（１９６６—），女，教授，研究方向为特种加工与模具技术。Ｅ－ｍａｉｌ：ｌｉｃｈｂｉａｏ＠１６３ｃｏｍ。第５期李淑玉等：机夹刀片工作面激光熔覆工艺制定·１０９·及高温下的抗氧化性等，这种复合材料具备了熔覆材的尺寸结构图如图２所示，其中面Ａ和面Ｂ、Ｃ相交料和基体二者的优势，弥补了相互间的不足。采用该处为切削刃，切削过程中仅切削刃处与工件材料发生技术可使涂层与基体的结合方式由常规涂层制备方法切削，所以只需在切削刃附近进行激光熔覆。刀片材的机械结合变为冶金结合，从而更能胜任摩擦、磨损料为

8、ＹＧ８硬质合金，其化学成