纳米结构陶瓷涂层磨削表面残余应力的研究.pdf

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1、·62·纳米结构陶瓷涂层磨削表面残余应力的研究术刘伟香，周忠于(1．湖南理工学院机械学院，湖南岳阳414000；2．岳阳市交通培训中心，湖南岳阳414000)摘要：用金刚石砂轮对n—WC／12Co涂层精密磨削后，零件表面存在残余应力，得出本次研究的结论，提出进一步研究的内容，对4--,a的研究方向进行展望。关键词：纳米结构陶瓷涂层磨削表面残余应力研究展望中图分类号：TH161文献标识码：A文章编号：1002—6886(2011)os一0062—03ResearchProspectsonGrindingSurfa

2、ceResidualStressesforNanostructuredCeramicCoatingsLIUWeixiang，ZHOUZhongyuAbstract：Afterprecisegrindingn—WC／12Cocoatingswithdiamondwheel，thereisresidualstressonthesurfaceofparts，thepaperdrawnconclusionsaboutthisstudy，itpointedoutthecontentsoffurtherstudy，thed

3、irectionoffartherstudywasprospectedinthisstudytoo．．Keywords：nanosti'ucturedcel'alniccoatings；grinding；SUF~iceresidualstresses；researchprospects纳米结构WC／12Co(n—WC／12Co)涂层材料是近年磨损性能、表面硬度、断裂强度、疲劳强度、腐蚀强度都有来国内外迅速发展的一种新型工程材料，其优良的性能使影响。其在工程上有着』泛的应用前景。然而正由于它的高硬3)残余应力的产

4、生机理是磨粒刃作用引起的机械应度和良好的耐磨性使其很难加工，采用金刚石砂轮的磨削力(分为挤压应力和切削应力)和热应力的综合作用效加工是纳米结构WC／12Co涂层的主要加工方法，由于磨应，在这三种应力中，挤压应力产生残余压应力，对磨削表削过程中引入了残余应力，使零件磨削表面存在残余应面残余应力的影响最大，切削应力对残余应力的影响力，而残余应力是引起零件表面裂纹的主要原因。因此，最小，磨削热趋向于在工件表面产生残余拉应力，它的影如何降低磨削表面残余应力，提高零件表面质量，提高其响仅次于挤压应力。使用可靠性和寿命，有

5、着重要的意义。4)磨削深度的选择对表面残余应力的影响很大，不管是在垂直磨削方向还是平行磨削方向，在小磨削深度范1本次研究结论围内，磨削表面残余压应力随着磨削深度的增加而增加，本次研究基于目前国内外普遍采用的卧式平面磨削但随着磨削深度的继续增加，残余压应力增加的趋势变方式，对在低碳钢基体经趟音速火焰喷涂纳米结构缓。WC／12Co涂层材料的试件进行磨削，采用德国SIMENS5)磨削表面残余压应力随着工件速度的增加而增D5000型x射线衍射仪测试磨削后平行、垂直磨削方向的加，但总的增加速度较缓慢，不象磨削深度对残余应

6、力的残余应力，通过实验研究结合理论分析，对纳米结构WC／影响那么大。12Co涂层材料磨削表面残余应力进行了研究，得出了磨6)磨削表面残余压应力随着磨粒尺寸的减小而增削参数对磨削表面残余应力的影响规律，结合磨削表面加，但变化不是很大。SEM观察，充分揭示了残余应力的产生机理，建立了磨削7)树脂粘结剂砂轮比陶瓷粘结剂砂轮产生的磨削表参数与磨削表面残余应力的数学模型并进行了验证。通面残余压应力值要大。过本次研究得出如下结论：8)对同一种砂轮来说，垂直方向的残余压应力比水1)磨削表面残余应力由因喷涂引起的原始残余应平方

7、向的残余压应力值要大，但相差不是很悬殊。力crn和磨削过程引起的磨削残余应力Ao-两部分组成，2进一步讨论通过实验结果得出，原始残余应力相对磨削表面残余应力来说不是很大。磨削表面残余应力O-全部都是压应力。本次研究由于试验条件的限制，仅仅研究了有限的2)磨削表面残余应力值的大小及性质对零件的表面几个方面，今后如果有条件的话，还应该研究以下几个方·63·面：全扩展之前产生横向裂纹，再加载后，横向裂纹抑制了中1)在磨削深度方面，本次实验仅仅磨削到15inln，如位裂纹的进一步扩展。他们的仿真研究表明在调制条件果再加

8、大切深，残余应力又将随着磨削深度的变化是一个下，单颗磨粒的磨削挤压力加倍，但是加工后工件上的法怎样的变化规律；向损伤并没有增加。在他们的实验中观察发现材料去除2)存工件进给速度方面，本次研究到50mm／／s，若工量增加了62％，但是中位裂纹的渗透深度增加量很少．而件进给速度继续增加又是一个怎样的变化规律；在材料去除率相同的情况下，可减小24％的中位裂纹的3)本次实验没有研究砂轮速度对磨