刀具軟涂層技術(shù)研究.pdf

1、環(huán)境污染問題是當(dāng)今世界面臨的三大問題之一，其惡化程度與日俱增，正在對人類社會的生存與發(fā)展造成嚴(yán)重威脅。切削加工中使用的切削液是機(jī)械工業(yè)中最大的污染源，它的廢液處理從技術(shù)上、成本上都是個難題。為了適應(yīng)綠色制造的要求，在切削加工中，應(yīng)該盡量避免使用切削液。為此，在刀具表面涂敷一層固體潤滑涂層(又稱刀具軟涂層)，它可以代替切削液，實現(xiàn)干切削。本文選擇具有減摩潤滑性能的三種固體潤滑劑材料MoS2、石墨、Al2O3粉末作為固體潤滑涂層材料，實驗研

2、究了它們的不同配比、不同涂層工藝參數(shù)等對涂層減摩性能的影響。整個實驗分為模擬實驗和切削實驗。 在模擬實驗階段，借助于M-2型摩擦磨損實驗機(jī)、KYKY2800掃描電子顯微鏡分析了涂層材料配比和涂層工藝對固體潤滑涂層性能的影響。1.通過正交實驗優(yōu)化了三種固體潤滑材料的最佳質(zhì)量配比為：MoS2：石墨：Al2O3=12：5：3。2.通過改變涂層制備中的工藝參數(shù)，研究其減摩性能，得出了最佳的工藝參數(shù)為：烘干溫度、烘干時間和水煮時間分別為2

3、00℃、60min和90min。 在切削實驗階段，選用高速鋼刀具如：車刀、鉆頭、絲錐等進(jìn)行了刀具軟涂層試驗，收到理想的試驗效果。研究結(jié)果表明，軟涂層刀具比未涂層刀具在切削過程中切削溫度有所降低；使用壽命得到了提高；積屑瘤的生長得到有效抑制，提高了加工工件的表面質(zhì)量。這表明在刀具表面涂覆復(fù)合固體潤滑劑涂層具有良好的自潤滑作用。 利用掃描電鏡對軟涂層刀具磨損前后的表面狀況進(jìn)行了分析，并對軟涂層的減摩機(jī)理進(jìn)行了探討。發(fā)現(xiàn)在形成