陶瓷刀具在有色金属和有色合金机械加工中的耐磨机械装置.docx

振动式螺母输送机设计

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振动 螺母 输送 设计
资源描述:
振动式螺母输送机设计,振动,螺母,输送,设计
内容简介:
附录1:译文陶瓷刀具在有色金属和有色合金机械加工中的耐磨机械装置Deng Jianxin* and Ai Xing本文中,检查两种氧化铝基(Al2O3/TiB2 and Al2O3/TiB2/SiCw)陶瓷刀具在连续车削淬硬钢和镍基合金钢的加工性能和磨损机理。结果表明,在车削淬硬钢同样的条件下进行,Al2O3/TiB2/SiCw工具刀面的耐磨性比工具要低,该机械装置形成的原因是SiC和铁之间的原子键强有力的连接,必须从以Al2O3/TiB2/SiCw 为母体的陶瓷刀具中拔出。在连续车削Inconel 718合金,Al2O3/TiB2/SiCw的刀具相比Al2O3/TiB2工具在刀面磨损阻力方面有很大的改善,粘附和磨料磨损被发现是主要磨损机制,粘附和扩散是加速镍铬铁合金的刀具前刀面磨损率。1998 Elsevier科学有限公司版权所有关键词:陶瓷刀具,磨损性能,磨损机理,切削性能导言陶瓷硬,耐磨,而且化学性质稳定,陶瓷刀具在通常表现得更好高速加工和加工的高工件材料的硬度比较高高速钢和硬质合金刀具。然而,陶瓷切削工具的灵活性限制了他们的使用,例如作为其低的断裂韧性和低的抗热冲击。此外,陶瓷对微小缺陷非常敏感。因此,陶瓷刀具常常在刀口处开裂,由于刀具的破裂而导致无法预料的和灾难性的后果。低的断裂韧性导致脆性断裂,低导热系数和高的热膨胀各向异性导致陶瓷较大的温度梯度和热微裂纹在刀片的刃口。因此,断裂韧性和热冲击是限制陶瓷切削刀具应用的最大障碍参数,特别是单片氧化铝刀具。改善力学性能前必须实现的潜力陶瓷能获得充分实现。直到约1970年,陶瓷刀具有显着改善。这些改进的主要原因是:(1)微观结构已经完善,通过控制和改进生产工艺;(2)增韧机制已经制定,如晶须增韧和变增韧,从而提高断裂韧性的陶瓷刀具,同时时间减少易感性的热冲击;(3)新的陶瓷成分已被开发适合切削刀具的应用,特别是在高速加工;和(4)表面一直受制于消除裂缝,违规行为,和残余应力。这些事态发展已使陶瓷刀具,用于加工各类钢,铸铁,和非铁金属,如黄铜,青铜,和镍基合金耐火材料在高速切削中。使用各种不同的颗粒和晶须增添了陶瓷基提供了巨大的改善,力学性能。例如,增加的TiB2颗粒对Al2O3基提高断裂韧性,硬度、强度比单片Al2O3和提供方面的优势磨损和断裂行为当作为切削刀具材料。此外改进综合已通过补充SiCw的设计者。的目的,本次调查是比较磨损性能及磨损机理研究Al2O3/TiB2和Al2O3/TiB2/SiCw氧化铝基陶瓷刀具用于车削镍基合金和淬火钢实验程序材料制造 单片氧化铝(平均粒径0.8微米)被用来作为基准物质。加成TiB2的粒子(平均粒径1毫米)和SiC晶须( dia. 1-3微米,长度20-80微米)增加了Al2O3基根据组合表1,该材料是采用胶体和超声波处理技术。压滤被用来巩固多元料浆进入坯体约60毫米直径和10毫米厚.接着干燥,最后通过致密的过滤器凝结是通过热压以35兆帕的压力在氢气环境中10-60分钟产生陶瓷粉块。这些程序的细节和具体的工艺参数描述在其他地方。试件3x4x36毫米准备从这些粉块中用金刚石砂轮切割和磨削,用于测量弯曲强度、硬度和断裂韧性.微硬度测量是由硬度测试仪使用维克斯钻石代购商.代购商提供100 N的申请10号三点式弯曲模式是用来衡量弯曲强度超过30毫米的跨度在十字头速度0.5毫米每分钟 。断裂韧性的测定,采用压痕微方程 KIC = 0.203特征尺寸的对角斜线和径向裂缝长度通过光学显微镜慎重来压痕。表1 组成/TiB2和/TiB2/SiCw陶瓷刀具材料综合 商品名 成分 Al2O3 TiB2 SiCwAl2O3/TiB2 LP1 80 20 0Al2O3/TiB2/SiCw LP2 72 18 10抗弯强度、硬度和断裂韧性的数据集成五个实例。结果,断裂韧性,抗弯强度和硬度的两个复合材料列于表2。可以看出,合并后增加的TiB2陶瓷颗粒和SiC晶须对氧化铝导致改善硬度和断裂韧性比Al2O3/TiB2复合材料,尤其是在断裂韧性有所提高。然而,抗折强度的复合材料LP2相比LP1要差一点。图1显示形貌的断裂面LP1和LP2 。可以看出, LP1组合显示出一个平面的断裂面,由于晶内断裂模型而引起的。断裂表面粗糙LP2综合比前,留心观察,突出的胡须和晶须被提出之前注意到,。这些证据表明晶须可以拔出和桥接,断裂模型在晶体内和之间混合存在。切断检验切断测试在刀架上装有负倾角5度的组合刀具的CA6140车床上进行。切削工具将根据ISO SNGN150608做好插入准备。工件材料为镍基合金,其化学成分列于表3 。比较试验还上执行45淬火钢的硬度,硬度50 。工具刀面磨损量使用ax10可选系统通过传感器相连的数字读出。所有试验用进给量0.15毫米每旋转一圈和1.5毫米切削深度。没有冷却用。寿命限制适用标准的测试有8条:(1)平均刀面磨损0.3毫米; (2)最高刀面磨损0.6毫米;(3)最大的磨损0.14毫米; (4)工具边缘裂缝;(5)前刀面剥落。结果和讨论刀具寿命和失效模式图2和图3显示了刀具寿命和生命极限每个工具的因素时,加工淬火钢和铬镍铁合金在不同的切割速度。减少生活中的工具被看作是切削速度上升为所有切割工具。在大多数情况下,过多的刀面磨损是负责限制刀具寿命。加工时淬火钢在更高的速度,展出的LP2工具磨损严重的弹坑。当在高速加工铬镍铁合金用LP1刀具时,刀具断裂。表2 刚玉陶瓷刀具材料的力学性能综合 硬度 断裂韧性 抗弯强度 (GPa) (MPa.m1/2) (MPa)LP1 21.3 5.1 820LP2 22.5 7.8 750图 1LP1和LP2的扫描电子显微镜的断裂面图表3 铬镍铁合金的化学成分 成分 Ni Cr Fe Nb Mo Al Ti Si C Mn 含量(%) bal 19 18.5 5.1 3.0 0.5 0.9 0.3 0.04 0.2 刀具寿命(分钟) 切削速度图 2不同切削速度的刀具寿命刀具寿命(分钟) 切削速度图3 见图2标题和文字刀具刀面磨损在同样的条件下的速度在100米和200米/分钟中进行连续车削淬火钢 ,LP1和LP2刀面磨损的切削时间如图所示,图4 可以看出, LP2工具展出较低刀面的耐磨性比LP1工具在切割速度100米/min 。实验在切削速度的250米/min发现类似趋势。侧翼磨损LP1没有显着差异,在较低的切割速度快,然而, LP2遭受严重磨损的切削速度是250米/min. 车削时间(min)图4 LP1和LP2工具刀面磨损图5 见图4标题和文字图5显示LP1和LP2工具的刀面磨损时,连续车削铬镍铁合金在相同的条件下进行速度为80和200米/min。结果发现, LP2工具表现出更大的刀面磨损阻力改善相比 LP1 。磨损表面的研究图6显示了扫描电镜照片上的磨痕耙子和侧翼面对LP1在连续车削淬硬钢时切削速度的250米/min 。这些照片表明,工件的侧翼脸槽磨粒磨损的,非常大的洋脊形成的前刀面也有类似的外观,但有浅槽比前。这表明, LP1工具展品更好磨顶槽行为及其侧翼磨损的原因,车削淬火钢工具主要是工作面的磨损。在切削速度为250米/min连续车削淬火钢,LP2的磨损区域外观如所示图7 ,这些镜表明了粘着磨损。一个强有力的胶层的工件材料的工具刀面可以从图7(a)看出。它已被理论和实验证明,强大的表面原子之间的键合形式的铁和SiC特别是在高温下。能谱分析表明铁含量的最高值刀面磨损的证据,确认材料转让的淬火钢的磨损刀面的LP2工具。结果半定量分析的铁含量对前刀面磨损的LP2列于表4 。结果发现,在高速车削中,铁的转移的快。同样,前刀面随切削速度的增加,粘着磨损而加剧。此外,突出的被拔去和腔中可以看到图7(b)在切削过程中,表明微小的迹象在低凹区域。图6 LP1齿根面的磨损痕迹的显微图图7 LP2磨损区域的纪录显微图(见文)表4在不同的速度下车削淬硬钢铁含量对后刀面磨损车削速度(m/min) 100 150 200 250 300铁含量 2.4 0.7 3.5 0.9 4.9 0.8 6.1 0.9 8.3 1.0失败模式LP1在连续车削Inconel 718合金在切削速度的250米/min,前刀面的断裂裂痕和刀尖碎片,如图8所示。图9显示了LP2在相同切削条件的磨痕扫描电镜照片。可以看出,侧翼和前刀面都严重磨损,小切的尖端发生。因为它提高断裂韧性和硬度,以及热电导率加上SiC晶须,没有破损的前刀面。图10显示了扩大形貌的磨痕的前刀面的LP2 。一个强有力的胶粘剂和变形层中可以看出。从而有可能扩散磨损LP2应考虑尽可能弹坑磨损率在这些切割conditions.Element地图磨损耙面临砍伐后Inconel 718合金的速度250毫米/min,LP2中显示图11。结果表明,镍和铬的扩散的工具刀面的工件材料。粘附和传播镍和铬的Inconel 718合金的刀具前刀面可加速刀具的磨损率。这是特别感兴趣地注意到,结果从这些切削试验同意与所得滑动磨损试验.图8 见文图9 见文图10LP2前刀面扩大后的磨痕SEM照片图11 前刀面的元素图结论磨损行为与磨损机制Al2O3/TiB2和Al2O3/TiB2/SiCw陶瓷刀具在连续车削淬硬钢,镍基合金( Inconel 718合金)进行了审查。结果表明,在相同的条件下进行车削淬硬钢下,A
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