Si3N4基梯度納米復(fù)合陶瓷刀具的摩擦磨損性能研究.pdf

1、針對(duì)切削加工鎳基合金時(shí)的切削力大、切削溫度高、加工硬化嚴(yán)重、刀具易磨損等難加工特點(diǎn)，將梯度功能材料和納米復(fù)合材料的概念有機(jī)結(jié)合，設(shè)計(jì)開發(fā)了Si3N4基梯度納米復(fù)合陶瓷刀具，與Si3N4基均質(zhì)納米復(fù)合陶瓷刀具對(duì)比，研究了梯度納米復(fù)合陶瓷刀具的摩擦磨損性能及高速切削性能。
　　 采用單因素實(shí)驗(yàn)法，進(jìn)行了兩種刀具材料與Inconel718的干摩擦磨損試驗(yàn)，研究法向載荷和滑動(dòng)速度分別對(duì)摩擦系數(shù)和磨損率的影響。結(jié)果表明，摩擦系數(shù)和磨損率均

2、是隨著法向載荷的增加而增大，隨著滑動(dòng)速度的升高而減小;梯度陶瓷材料的摩擦系數(shù)和磨損率均低于均質(zhì)陶瓷材料。主要的滑動(dòng)磨損機(jī)理為磨粒磨損和粘結(jié)磨損。
　　 利用有限元軟件對(duì)兩種刀具高速切削Inconel718的過程進(jìn)行了仿真。結(jié)果表明，刀具的最大Mises應(yīng)力位于刀具前刀面靠近切削刃的區(qū)域，最高溫度出現(xiàn)在切屑與前刀面的接觸區(qū)域。且在相同條件下，梯度陶瓷刀具的應(yīng)力和溫度均低于均質(zhì)陶瓷刀具。
　　 采用三水平的正交實(shí)驗(yàn)法進(jìn)行了鎳