鎳基合金Inconel 718高速車削摩擦磨損行為研究.pdf

1、鎳基合金在整個高溫合金領(lǐng)域占有特殊重要的地位，它廣泛地用來制造航空噴氣發(fā)動機、各種工業(yè)燃?xì)廨啓C最熱端部件。在鎳基高溫合金中Inconel718的應(yīng)用最為廣泛，屬于典型的難加工材料，加工過程中存在切削力大、切削溫度高、加工硬化傾向大以及刀具磨損嚴(yán)重等問題。隨著高速切削加工技術(shù)的推廣應(yīng)用，鎳基高溫合金的高速切削加工近年來也成了國內(nèi)外研究的熱點。 本文以Inconel718為試驗材料，研究了PVD涂層硬質(zhì)合金刀具高速車削鎳基高溫合金的

2、切削力、表面粗糙度、切屑形態(tài)以及刀具壽命和磨損機理。同時研究了Inconel718與硬質(zhì)合金刀具材料對偶時的摩擦磨損特性。為了進(jìn)一步研究高速切削Inconel718的切削機理，應(yīng)用有限元軟件DEFORM-2D模擬了高速切削Inconel718的切削過程，分析了切削速度對切削溫度、切削力和剪切角的影響規(guī)律以及切削過程中刀具和工件的應(yīng)力場分布情況。通過以上研究可以為高速切削鎳基合金提供合理的切削參數(shù)，并為研制加工鎳基合金的新型刀具材料和提高

3、刀具壽命提供借鑒。 涂層硬質(zhì)合金刀具高速車削鎳基高溫合金的車削試驗結(jié)果表明：切削參數(shù)對切削力和表面粗糙度的影響規(guī)律相似，均是進(jìn)給量影響最大，切削深度次之，切削速度最小。故用涂層硬質(zhì)合金刀具精車Inconel718時，采用小進(jìn)給量、小切削深度、高切削速度可以得到小的切削力和表面加工質(zhì)量。Inconel718切屑的微觀形態(tài)在低速下呈帶狀，高速下由于發(fā)生了絕熱剪切導(dǎo)致切屑為鋸齒狀。 隨著切削用量的增加，刀具壽命縮短。在干切狀態(tài)

4、下，切削深度對刀具壽命影響最大。乳化液冷卻下，刀具壽命有很大提高，約為干切條件下的3倍。采用掃描電子顯微鏡SEM和能量分散光譜EDS掃描，對刀具的損壞形態(tài)和損壞機理進(jìn)行了研究，結(jié)果表明刀具損壞形式是前刀面磨損、后刀面磨損、剝落和崩刃。刀具損壞機理主要是粘結(jié)磨損、磨粒磨損、氧化磨損和擴散磨損等。 Inconel718與硬質(zhì)合金對偶的摩擦磨損試驗表明：摩擦副的摩擦系數(shù)隨著載荷的增大而減小，隨滑動速度的增大而增大。磨損機制主要為粘結(jié)磨