高速銑削鋁合金7050-T7451表面質(zhì)量及耐腐蝕性研究.pdf

1、隨著我國制造業(yè)的迅速發(fā)展，制造業(yè)對于工件的加工質(zhì)量、效率、成本、環(huán)境影響等方面提出了新的要求。高速切削技術(shù)由于具有切削速度高、進給速度高、加工精度高的優(yōu)點，符合我國當前制造業(yè)發(fā)展的要求，受到多方面的重視。鋁合金作為較早應(yīng)用高速切削技術(shù)的材料之一，具有強度高、質(zhì)量輕、成本低、加工性好的特性，在實際生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用于飛機、汽車、船舶、化學(xué)工業(yè)等生產(chǎn)領(lǐng)域?；谏鲜錾a(chǎn)需求，本文通過研究工件的微觀組織結(jié)構(gòu)變化，對切削速度為3000-5000m/m

2、in的鋁合金7050-T7451表面質(zhì)量以及耐腐蝕性進行了系統(tǒng)的理論分析和實驗工作，為3000-5000m/min切削速度下鋁合金7050-T7451的工藝應(yīng)用可行性提供理論基礎(chǔ)和實驗驗證。
　　通過對比切削速度3000-5000m/min加工前后表面微觀組織結(jié)構(gòu)的變化，分析了加工過程中工件基體組織中的第二相析出現(xiàn)象，對加工過程中的切削變形機理及切屑形成原因進行了研究。結(jié)果表明，在高速切削鋁合金7050-T7451時，可以觀測到相

3、變現(xiàn)象。隨著切削速度的提高，加工過程中產(chǎn)生的應(yīng)變、應(yīng)變率都不斷提高，其中應(yīng)變率達到了107s-1。
　　通過對不同參數(shù)下的切削力和切削溫度進行研究，隨著切削速度的提高，切削加工時的主切削力和剪切面平均溫度逐漸上升，在切削速度為4500m/min時出現(xiàn)最大值，切削速度達到5000m/min時出現(xiàn)下降，但結(jié)果仍大于切削速度為3000m/min時。
　　通過對鋁合金7050-T7451工件加工表面質(zhì)量的各方面內(nèi)容進行研究，包括工件

4、表面粗糙度及表面形貌在不同切削參數(shù)下的變化及原因、微觀缺陷的形成機理、殘余應(yīng)力和加工硬化的分布狀況，及微觀影響層的分布。結(jié)果表明，工件的表面粗糙度隨著切削速度的升高逐漸增加，切削速度為4250m/min時出現(xiàn)粗糙度值拐點，5000m/min時粗糙度值為最小值。但5000m/min時表面紋理相對于其他速度下的結(jié)果明顯。在表面微觀缺陷的研究中，分析了加工中產(chǎn)生的兩類主要缺陷:切削刃擠壓產(chǎn)生的白色側(cè)流條紋和第二相中形成的微裂紋。
　　平

5、行于進給方向的工件表面殘余壓應(yīng)力隨著切削速度的升高逐漸增大，垂直于進給方向的工件表面殘余應(yīng)力變化不大。平行于進給方向的工件表層的殘余壓應(yīng)力峰值隨著切削速度的升高逐漸減小，垂直于進給方向的殘余壓應(yīng)力的峰值較為接近。工件加工硬化峰值出現(xiàn)時的表層深度值隨著切削速度的升高先增大后減小。通過分析殘余應(yīng)力和加工硬化層的分布，觀察工件表層的微觀變形狀況，將工件變形表層分為三個部分，分別是切削刃擠壓變形層、機械變形層與加工變形層。根據(jù)實驗結(jié)果，各層的深

6、度隨著切削速度的上升逐漸增加。
　　進行了中性鹽霧腐蝕實驗評價已加工工件的表面質(zhì)量。研究表面各類金相在鹽霧腐蝕條件下的腐蝕特征，并分析了表面微觀缺陷的部分金相組織對工件耐腐蝕性是否存在主要影響。通過研究不同切削參數(shù)下工件表面的鹽霧腐蝕損傷度，分析相同腐蝕周期下工件的切削參數(shù)對于表面腐蝕形態(tài)的影響，發(fā)現(xiàn)在腐蝕環(huán)境相同時，高速切削加工對己加工表面的耐腐蝕性能有提高作用。
　　基于研究結(jié)果，在實際生產(chǎn)過程中可以通過選取合理的切削參