GDL-4工具鋼加工性能的初步研究.pdf

1、由于材料的被加工性能對(duì)生產(chǎn)成本的影響較大，因此本文研究了GDL-4新材料的被加工性能。GDL-4新材料應(yīng)用在空調(diào)的滑片中以取代價(jià)格昂貴的M2，因此其力學(xué)性能與被加工性能均需達(dá)或接近到M2的性能，所以GDL-4新材料的力學(xué)性能與被加工性能均與M2比較。本文介紹了低合金高速鋼的發(fā)展情況及其特點(diǎn)，GDL-4新型低合金高速鋼具有低成本，高強(qiáng)度的優(yōu)點(diǎn)，但其切削性能不佳，使其在大規(guī)模生產(chǎn)中受到限制。在改變其成分后，切削性能達(dá)到了要求。為了進(jìn)一步提高

2、新材料的性能，采用感應(yīng)淬火，經(jīng)低溫回火，最后進(jìn)行高溫回火這一新的熱處理工藝。此工藝?yán)酶袘?yīng)加熱時(shí)間短、熱量高的特點(diǎn)，使合金元素充分溶解到基體中，保證了回火時(shí)所必須的合金元素。低溫回火使隨后析出的合金碳化物更加細(xì)小、彌散。通過(guò)這種新的熱處理工藝，使GDL-4新材料的強(qiáng)度滿足了實(shí)際要求。
　　通過(guò)與M2的對(duì)比，從以下幾個(gè)方面研究了GDL-4的切削性能：
　　第一：加工硬化對(duì)GDL-4切削性能的影響。在切削加工硬化率高的材料時(shí)，由

3、于其切削面的改變，使切削時(shí)所需能量增加。影響加工硬化率的原因有兩個(gè)。
　　(1)根據(jù)位錯(cuò)平均自由程原理，位錯(cuò)的平均自由程大，其加工硬化率更高。在退火狀態(tài)下，由于GDL-4的鐵素體量比M2的多，其平均自由程大，所以GDL-4加工硬化指數(shù)更高。
　　(2)在GDL-4新材料中，固溶了大量非碳化物形成或弱碳化物形成元素，而M2中此類(lèi)固溶元素較少。固溶在鐵素體基體中的合金元素向位錯(cuò)處偏聚，與位錯(cuò)發(fā)生交互作用，使位錯(cuò)難以運(yùn)動(dòng)，增加了流

4、變應(yīng)力。因此GDL-4的加工硬化率較高。
　　第二：切削溫度對(duì)GDL-4切削性能的影響。較高的切削溫度可使刀具軟化，加速了刀具的磨損速度，使生產(chǎn)成本增加。而刀具的軟化又導(dǎo)致切削力周期性的變化，使機(jī)床產(chǎn)生震動(dòng)，導(dǎo)致切屑的碎斷。隨著切屑長(zhǎng)度的變小，切削帶走的熱量減小，進(jìn)一步的提高了切削溫度。影響切削溫度的原因主要是材料的熱物性，包含兩個(gè)方面。
　　(1)熱容量對(duì)切削溫度的影響。由于GDL-4中固溶了大量的Si、Al大半徑原子，使

5、熱容量降低。因此在吸收相同的熱量時(shí)，其溫度升高更多。
　　(2)導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)切削溫度的影響。GDL-4的導(dǎo)熱系數(shù)較低，吸收熱量后不容易散發(fā)，導(dǎo)致局部地區(qū)熱量過(guò)多。而GDL-4材料的熱容量小，導(dǎo)熱系數(shù)小，因而其切削溫度高。
　　第三：碳化物對(duì)GDL-4切削性能的影響。包括以下三個(gè)方面。
　　(1)GDL-4碳化物的百分含量較低，材料整體的斷裂韌性高，切削時(shí)不易斷裂。
　　(2)碳化物的斷裂韌性越差，當(dāng)其作為裂紋源時(shí)，