WC-15%TiC-Co功能梯度硬质合金刀具的摩擦磨损及切削性能研究

发布时间：2017-08-12 19:08

  本文关键词：WC-15%TiC-Co功能梯度硬质合金刀具的摩擦磨损及切削性能研究

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【摘要】：为满足现代制造业提出的高效率、高精度、高可靠性的要求,开发高性能硬质合金刀具是现阶段的主要研究方向。本文采用微波氮化烧结制备了WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金,深入分析了该材料的力学性能、摩擦磨损性能及其刀具的切削性能。主要研究内容和结论如下:1)通过排水法、三点弯曲法等分析了WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金的力学性能,采用X射线衍射(XRD)和扫描电镜(SEM/BSE)、观察和分析了相组成和断口形貌特征。与商用YT15相比,WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金显示出更优越的力学性能。2)利用球-盘高速摩擦磨损仪器进行往复滑动摩擦实验,分析了WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金的摩擦磨损性能。与商用YT15相比,WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金的摩擦系数稳定性好,曲线波动小,摩擦系数较低。随着滑动距离和载荷的增加,WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金的磨损率均呈降低趋势,表现出良好的耐磨性。当F=100N,??800r/min时,WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金平均摩擦系数??0.235,比商用YT15降低了8.5%。3)开展了WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金刀具的切削试验,分析研究了切削速度、进给量与背吃刀量对切削力影响,并探讨了刀具的磨损性能。研究表明:随着切削速度的增加,YT15和WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金刀具的主切削力cF、径向力pF和轴向力fF均减小,随着进给量与背吃刀量的增加,YT15和WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金刀具的主切削力cF、径向力pF和轴向力fF均增大;与商用YT15相比,WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金刀具的主切削力cF、径向力pF均低,但轴向力fF略大。WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金刀具的磨损形式主要有“抛光”磨粒磨损和微崩刃,与商用YT15相比,WC-15%Ti C-Co功能梯度硬质合金的耐磨性好,抗粘结性高。
【关键词】：WC-15%Ti C-Co 功能梯度 微波氮化 摩擦磨损
【学位授予单位】：湖南科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG71
【目录】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第一章 绪论10-20
• 1.1 硬质合金刀具材料的现状10-12
• 1.2 硬质合金刀具的发展12-15
• 1.2.1 TiC(N)基硬质合金12-13
• 1.2.2 钢结硬质合金13
• 1.2.3 纳米及超细硬质合金13-14
• 1.2.4 涂层硬质合金14-15
• 1.3 功能梯度硬质合金材料的研究现状15-18
• 1.3.1 功能梯度硬质合金15-16
• 1.3.2 功能梯度硬质合金的制备16-18
• 1.4 本文研究意义和研究内容18-20
• 1.4.1 本文的研究意义18
• 1.4.2 本文的研究内容18-20
• 第二章 功能梯度硬质合金刀具材料的力学性能20-32
• 2.1 制备过程与测试分析方法20-24
• 2.1.1 实验原料20-21
• 2.1.2 工艺流程21-22
• 2.1.3 性能测试分析方法22-23
• 2.1.4 显微组织结构分析23-24
• 2.2 微波烧结曲线24-25
• 2.3 功能梯度硬质合金刀具材料的力学性能25-28
• 2.3.1 密度25-26
• 2.3.2 显微维氏硬度26-27
• 2.3.3 抗弯强度27-28
• 2.4 功能梯度硬质合金刀具材料的微观组织与结构分析28-31
• 2.4.1 显微组织分析28-29
• 2.4.2 XRD物相分析29-30
• 2.4.3 断口形貌分析30-31
• 2.5 本章小结31-32
• 第三章 功能梯度硬质合金刀具材料摩擦磨损性能32-40
• 3.1 试验设备及参数32-34
• 3.1.1 试验设备32-33
• 3.1.2 试验参数33-34
• 3.2 功能梯度硬质合金与GCr15对摩时的摩擦系数34-36
• 3.2.1 时间对摩擦系数的影响34-35
• 3.2.2 转速与载荷对摩擦系数的影响35-36
• 3.3 磨损率36-37
• 3.4 磨痕形貌37-38
• 3.5 本章小结38-40
• 第四章 功能梯度硬质合金刀具切削性能40-60
• 4.1 试验条件40-45
• 4.1.1 实验材料与刀具40-41
• 4.1.2 实验仪器41-44
• 4.1.3 试验方法44
• 4.1.4 试验参数44-45
• 4.2 切削力分析45-49
• 4.2.1 直观分析45
• 4.2.2 切削速度对切削力的影响45-46
• 4.2.3 进给量对切削力的影响46-47
• 4.2.4 背吃刀量对切削力的影响47-49
• 4.3 摩擦磨损过程分析49-58
• 4.3.1 刀具前刀面的摩擦分析49-54
• 4.3.2 刀具磨损分析54-57
• 4.3.3 切屑形态57-58
• 4.4 本章小结58-60
• 第五章 总结60-62
• 参考文献62-66
• 致谢66-68
• 附录A：攻读硕士学位期间发表的学术论文68

【参考文献】

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 张武装;具有梯度结构的硬质合金刀片基体研究[D];中南大学;2004年

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本文编号：663147