氮化硅系列陶瓷刀具高速切削高溫合金研究現(xiàn)狀

1、氮化硅系列陶瓷刀具高速氮化硅系列陶瓷刀具高速切削切削高溫合金高溫合金研究研究現(xiàn)狀現(xiàn)狀目錄目錄刀具材料介紹國內(nèi)研究現(xiàn)狀國外研究現(xiàn)狀目錄目錄刀具材料介紹刀具材料介紹氮化硅陶瓷刀具材料介紹刀具材料介紹材料優(yōu)點材料優(yōu)點1.抗彎強度高抗彎強度高：一般達9001000MPa(據(jù)資料報道,有的高達1500Mpa)；2.硬度高硬度高：室溫硬度值達到92.5HRA94HRA, 可用于加工硬度高達65HRC的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵；3.耐磨性好耐磨性好：可減少加工中的換刀次數(shù),從而提高精度；4.良好的斷裂韌性良好的斷裂韌性：切削時不易產(chǎn)生裂紋，可以進行氧化皮切削、斷續(xù)切削 、濕式切削和端銑等場合；5.熱硬性好熱硬性

2、好：在1200的高溫下,硬度仍能保持80HRA以上；6.摩擦系數(shù)小摩擦系數(shù)小：不易產(chǎn)生積屑瘤,可以進行高速切削；7.原料普遍原料普遍：原料是自然界很豐富的氮和硅,用它代替硬質(zhì)合金,可節(jié)約大量W、Co、Ta和Nb等重要金屬結(jié)論結(jié)論：適合切削鑄鐵、高溫合金和鎳基合金等材料,尤其適用于較大進給量目錄目錄機匣圖片沈陽黎明發(fā)動機（趙秀芬）沈陽黎明發(fā)動機（趙秀芬）國內(nèi)研究現(xiàn)狀轉(zhuǎn)包機匣加工材料：inco718實驗設(shè)備：五坐標(biāo)加工中心實驗刀具：強力夾緊刀柄銑刀盤直徑：d=31.75mm、Z=3刀片材料：TiN金屬陶瓷、氮化硅賽阿龍?zhí)沾衫鋮s方式：干切削、風(fēng)冷切屑加工難點：其形狀中間有很多“島區(qū)”,單邊加工余量最

3、大 30 mm,最小 20 mm刀片材料轉(zhuǎn)速 (r/min)f(mm/min)ap (mm)切削角()切削時間(s)刀片磨損形式TiN金屬陶瓷350071623070崩齒嚴(yán)重4000154023080刀片半層剝落6000154023090側(cè)刃有崩齒75001900230110刀片半層剝落7500180020138崩齒嚴(yán)重7500200030180磨損不大7500200030190磨損不大7500200030190磨損不大機匣的切削試驗機匣的切削試驗國內(nèi)研究現(xiàn)狀賽阿龍刀片報廢刀片分析分析2、加工采用大切深，切深接觸長度大,產(chǎn)生的切削熱高,使被加工材料自身發(fā)生軟化（750）3、優(yōu)化加工程序,在拐角

4、處參數(shù)應(yīng)衰減的處,改成走圓角,減小加工中設(shè)備振動和防止零件過熱國內(nèi)研究現(xiàn)狀國內(nèi)研究現(xiàn)狀線速度400 m/min時,改變了高溫合金的帶狀切屑,切屑形態(tài)為C形屑 切屑形狀切屑形狀線速度 700 m/min時切屑形態(tài)變成了酥脆的單元碎屑。普通帶狀切屑剪切區(qū)滑移增加，傳遞切削熱增加國內(nèi)研究現(xiàn)狀遼寧石油化工大學(xué)（孫士雷）遼寧石油化工大學(xué)（孫士雷）陶瓷刀具銑削高溫合金材料試驗材料：GH4169實驗設(shè)備：EMCO FAMUP MC120-60四軸加工中心實驗刀具：山特維克 RNGN 120700 CC6060刀具尺寸：12.74.86刀片材料：氮化硅賽阿龍?zhí)沾傻毒邊?shù)：前角-6，后角6切削長度：600mm切

5、削深度：ap=0.7mm切削速度（m/min）：500,600,720,864,1037冷卻方式：干切削磨損標(biāo)準(zhǔn)VB=0.6mm國內(nèi)研究現(xiàn)狀后刀面磨損后刀面磨損a、切削距離200mmb、切削距離600mm切削速度500m/min切削速度720m/min切削速度1037m/min在較高速度下，刀具的磨損主要是以磨粒磨損和微剝落為主; 較低速度下，刀具主要以磨粒磨損和溝槽磨損為主，黏結(jié)是加速溝槽磨損的重要因素。后刀面磨損：隨著切削速度的增加，變化不大，保持基本穩(wěn)定溝槽磨損：隨著切削速度的增加急劇下降，在速度為1037m/min時，磨損量為零國內(nèi)研究現(xiàn)狀目錄目錄國外研究國外研究德國德國弗勞恩霍夫材料

6、力學(xué)研究所弗勞恩霍夫材料力學(xué)研究所陶瓷刀具滑動摩擦化學(xué)磨損實驗材料：inco718刀片材料：Sialon陶瓷冷卻方式：干切削滑動摩擦距離：2000m相對速度（m/s）：1,5,10,25壓力：100N,200N國外研究國外研究在5m/s時材料磨損最小，當(dāng)速度大于5m/s時材料磨損加劇國外研究國外研究a.接觸表面SEM圖 b.SIALON截面圖：s=2000m,5m/s,F=200Na.接觸表面SEM圖 b.SIALON截面圖：s=2000m,25m/s,F=200N國外研究國外研究1.1. SialonSialon和和Inconel718Inconel718會在接觸區(qū)域形成摩擦化學(xué)會在接觸區(qū)域形成摩擦化學(xué)反應(yīng)層，其中主要反應(yīng)物質(zhì)為氧化鉻和反應(yīng)層，其中主要反應(yīng)物質(zhì)為氧化鉻和二氧化硅二氧化硅; ;2.2. 在一定壓力載荷范圍內(nèi)，該反應(yīng)層能起到潤滑和在一定壓力載荷范圍內(nèi)，該反應(yīng)層能起到潤滑和保護的保