硬质合金刀具化学磨损机理及抑制研究

发布时间：2017-03-20 23:00

  本文关键词：硬质合金刀具化学磨损机理及抑制研究，，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：在硬质合金刀具的制作与切削过程中，为了保护硬质合金刀具，会使用切削液。切削液能够起到冲洗、冷却、润滑、防锈的作用，减小刀具磨损。但是切削液中的某些添加剂会使硬质合金中的钴浸出及碳化钨氧化溶解进而浸出，破坏刀具材料结构，加速刀具磨损。 通过浸泡试验，利用电镜扫描仪和能谱分析，研究了三乙醇胺溶液、碳酸钠溶液、硼砂溶液、苯并三氮唑溶液、油酸三乙醇胺溶液和油酸三乙醇胺、苯并三氮唑和硼砂复配溶液对硬质合金刀具中钴和碳化钨的化学磨损机理。实验结果表明：硼砂溶液、苯并三氮唑溶液、油酸三乙醇胺溶液和油酸三乙醇胺、苯并三氮唑和硼砂复合溶液均能对硬质合金中的钴及碳化钨浸出有较好的抑制作用。在150℃时，硬质合金浸泡在硼砂溶液中钴无浸出，钨的浸出率为2.88%。硼砂的作用机理是：硬质合金与硼砂溶液形成的体系发生极化反应，减缓了刀具的腐蚀速度，抑制了硬质合金刀具中钴和钨的浸出；在常温和150℃时，苯并三氮唑溶液对硬质合金中钴无浸出作用，钨在常温下的浸出率为1.53%，150℃时钨的浸出率为1.28%。苯并三氮唑的作用机理是：苯并三氮唑中的孤对电子能同金属配合，形成配位物并且是不溶的，这些配位物吸附在硬质合金刀具表面。随着形成的配位物的增多，这些配合物会聚合形成一层沉淀膜，起到保护刀具的作用；在150℃时，油酸三乙醇胺溶液对硬质合金中钴无浸出，钨的浸出率为0.39%。油酸三乙醇胺的作用机理：由于油酸三乙醇胺酯是一种吸附型的缓蚀剂，能把硬质合金表面和外部介质隔开，油酸三乙醇胺酯的极性基团和非极性基团的共同作用阻止了硬质合金刀片表面元素的浸出。 为了进一步验证切削液对硬质合金刀具中钴和钨元素的浸出影响，模拟硬质合金刀具在金属切削过程中的加工状态，设计了摩擦、磨削实验，实验结果与浸泡实验一致。 在刀具切削过程中，根据加工要求选择合适的切削液，减小刀具磨损，保证加工质量，实现绿色制造。
【关键词】：硬质合金刀具 钴和碳化钨 化学磨损 抑制机理
【学位授予单位】：河北联合大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TH117.1;TG711
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-6
• 目次6-8
• 引言8-9
• 第1章 文献综述9-24
• 1.1 研究背景与研究内容9-10
• 1.1.1 研究背景9-10
• 1.1.2 研究内容10
• 1.2 金属切削原理10-14
• 1.2.1 金属切削过程10-11
• 1.2.2 金属切削变形11
• 1.2.3 切削热11-12
• 1.2.4 刀具材料概况12-13
• 1.2.5 硬质合金刀具13-14
• 1.3 硬质合金刀具成分分析14-17
• 1.3.1 钴的性质及作用14-15
• 1.3.2 钨的性质及作用15-16
• 1.3.3 钛的性质及作用16-17
• 1.4 刀具磨损17-19
• 1.4.1 刀具磨损的形态及原因17-19
• 1.4.2 硬质合金刀具的化学磨损19
• 1.5 切削液19-24
• 1.5.1 切削液的现状19-20
• 1.5.2 切削液的作用机理20-21
• 1.5.3 切削液添加剂21-22
• 1.5.4 切削液对硬质合金刀具中 Co、WC 浸出的影响22
• 1.5.5 切削液的现状与前景22-24
• 第2章 硬质合金刀具钴和 WC 的浸出机理研究24-40
• 2.1 实验原理24
• 2.2 实验设计24
• 2.3 实验准备24-25
• 2.3.1 实验的主要仪器及试剂24-25
• 2.3.2 硬质合金刀具试样25
• 2.4 浸泡实验及结果讨论25-39
• 2.4.1 三乙醇胺的浸泡实验结果与讨论25-28
• 2.4.2 碳酸钠的浸泡实验结果与讨论28-30
• 2.4.3 硼砂的浸泡实验结果与讨论30-31
• 2.4.4 苯并三氮唑的浸泡实验结果与讨论31-33
• 2.4.5 油酸三乙醇胺的浸泡实验结果与讨论33-34
• 2.4.6 油酸三乙醇胺、苯并三氮唑和硼砂复配的浸泡实验结果及讨论34-39
• 2.5 小结39-40
• 第3章 切削液的配置及性能研究40-45
• 3.1 切削液的合成标准40-41
• 3.2 切削液的性能研究41-45
• 3.2.1 油酸三乙醇胺的合成41
• 3.2.2 油酸三乙醇胺、苯并三氮唑和硼砂复合溶液的配制41-42
• 3.2.3 油酸三乙醇胺、苯并三氮唑和硼砂复合溶液的性能测定42-45
• 第4章 硬质合金刀具钴和碳化钨抑制机理研究45-59
• 4.1 摩擦实验及结果讨论45-51
• 4.1.1 硼砂的摩擦实验结果与讨论45-47
• 4.1.2 苯并三氮唑的摩擦实验结果与讨论47-48
• 4.1.3 油酸三乙醇胺的摩擦实验结果与讨论48-50
• 4.1.4 油酸三乙醇胺、苯并三氮唑和硼砂复合的摩擦实验结果与讨论50-51
• 4.2 磨削实验及结果讨论51-58
• 4.2.1 硼砂的磨削实验结果与讨论52-54
• 4.2.2 油酸三乙醇胺的磨削实验结果与讨论54-55
• 4.2.3 油酸三乙醇胺、苯并三氮唑和硼砂复合的磨削实验结果与讨论55-58
• 4.3 小结58-59
• 结论59-61
• 参考文献61-64
• 附录A 硬质合金表面成分及含量的能谱分析结果64-107
• 致谢107-108
• 导师简介108-109
• 作者简介109-110
• 学位论文数据集110

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 文斯雄;苯骈三氮唑在金属抗蚀防护上的作用[J];腐蚀与防护;2004年07期

2 M. S. Greenfield;A.T. Santhanam;;The Impact of Cutting Tool Advances on Machining Productivity[J];工具技术;2006年03期

3 宋宗义;赵恒;;硬质合金刀具YT15切削铸铁MT-4的磨损研究[J];工具技术;2009年06期

4 何忠义;周响;徐欢;熊丽萍;张少明;;苯并三氮唑醇衍生物的摩擦学性能研究[J];华东交通大学学报;2009年01期

5 熊建武;薄切削铝合金时硬质合金刀具扩散磨损机理的研究[J];河海大学常州分校学报;2001年04期

6 伍钢柱;钨——现代工业的基础元素[J];金属世界;2005年06期

7 于启勋;现代刀具材料的发展[J];机械工人.冷加工;2002年09期

8 张庆;;刀具材料的应用和发展[J];热处理;2006年04期

9 褚家荣,陈九根;金属切削液的研究现状及发展趋势[J];润滑与密封;2004年05期

10 于翔;刘小隽;;L-MHEC22号切削油的研制[J];山东化工;2006年06期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 蒋海珍;新型水溶性防锈抗磨多功能添加剂的研究[D];上海大学;2006年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 杨卫亮;316L不锈钢的低温切削研究[D];太原科技大学;2010年

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本文编号：258564