氮化硅系列陶瓷刀具高速切削高温合金研究现状讲解课件.pptx

1、氮化硅系列陶瓷刀具高速氮化硅系列陶瓷刀具高速切削切削高温合金高温合金研究研究现状现状目录目录刀具材料介绍国内研究现状国外研究现状目录目录刀具材料介绍刀具材料介绍氮化硅陶瓷刀具材料介绍刀具材料介绍材料优点材料优点1.抗弯强度高抗弯强度高：一般达9001000MPa(据资料报道,有的高达1500Mpa)；2.硬度高硬度高：室温硬度值达到92.5HRA94HRA, 可用于加工硬度高达65HRC的各类淬硬钢和硬化铸铁；3.耐磨性好耐磨性好：可减少加工中的换刀次数,从而提高精度；4.良好的断裂韧性良好的断裂韧性：切削时不易产生裂纹，可以进行氧化皮切削、断续切削 、湿式切削和端铣等场合；5.热硬性好热硬性

2、好：在1200的高温下,硬度仍能保持80HRA以上；6.摩擦系数小摩擦系数小：不易产生积屑瘤,可以进行高速切削；7.原料普遍原料普遍：原料是自然界很丰富的氮和硅,用它代替硬质合金,可节约大量W、Co、Ta和Nb等重要金属结论结论：适合切削铸铁、高温合金和镍基合金等材料,尤其适用于较大进给量目录目录机匣图片沈阳黎明发动机（赵秀芬）沈阳黎明发动机（赵秀芬）国内研究现状转包机匣加工材料：inco718实验设备：五坐标加工中心实验刀具：强力夹紧刀柄铣刀盘直径：d=31.75mm、Z=3刀片材料：TiN金属陶瓷、氮化硅赛阿龙陶瓷冷却方式：干切削、风冷切屑加工难点：其形状中间有很多“岛区”,单边加工余量最

3、大 30 mm,最小 20 mm刀片材料转速 (r/min)f(mm/min)ap (mm)切削角()切削时间(s)刀片磨损形式TiN金属陶瓷350071623070崩齿严重4000154023080刀片半层剥落6000154023090侧刃有崩齿75001900230110刀片半层剥落7500180020138崩齿严重7500200030180磨损不大7500200030190磨损不大7500200030190磨损不大机匣的切削试验机匣的切削试验国内研究现状赛阿龙刀片报废刀片分析分析2、加工采用大切深，切深接触长度大,产生的切削热高,使被加工材料自身发生软化（750）3、优化加工程序,在拐角

4、处参数应衰减的处,改成走圆角,减小加工中设备振动和防止零件过热国内研究现状国内研究现状线速度400 m/min时,改变了高温合金的带状切屑,切屑形态为C形屑 切屑形状切屑形状线速度 700 m/min时切屑形态变成了酥脆的单元碎屑。普通带状切屑剪切区滑移增加，传递切削热增加国内研究现状辽宁石油化工大学（孙士雷）辽宁石油化工大学（孙士雷）陶瓷刀具铣削高温合金材料试验材料：GH4169实验设备：EMCO FAMUP MC120-60四轴加工中心实验刀具：山特维克 RNGN 120700 CC6060刀具尺寸：12.74.86刀片材料：氮化硅赛阿龙陶瓷刀具参数：前角-6，后角6切削长度：600mm切

5、削深度：ap=0.7mm切削速度（m/min）：500,600,720,864,1037冷却方式：干切削磨损标准VB=0.6mm国内研究现状后刀面磨损后刀面磨损a、切削距离200mmb、切削距离600mm切削速度500m/min切削速度720m/min切削速度1037m/min在较高速度下，刀具的磨损主要是以磨粒磨损和微剥落为主; 较低速度下，刀具主要以磨粒磨损和沟槽磨损为主，黏结是加速沟槽磨损的重要因素。后刀面磨损：随着切削速度的增加，变化不大，保持基本稳定沟槽磨损：随着切削速度的增加急剧下降，在速度为1037m/min时，磨损量为零国内研究现状目录目录国外研究国外研究德国德国弗劳恩霍夫材料

6、力学研究所弗劳恩霍夫材料力学研究所陶瓷刀具滑动摩擦化学磨损实验材料：inco718刀片材料：Sialon陶瓷冷却方式：干切削滑动摩擦距离：2000m相对速度（m/s）：1,5,10,25压力：100N,200N国外研究国外研究在5m/s时材料磨损最小，当速度大于5m/s时材料磨损加剧国外研究国外研究a.接触表面SEM图 b.SIALON截面图：s=2000m,5m/s,F=200Na.接触表面SEM图 b.SIALON截面图：s=2000m,25m/s,F=200N国外研究国外研究1.1. SialonSialon和和Inconel718Inconel718会在接触区域形成摩擦化学会在接触区域形成摩擦化学反应层，其中主要反应物质为氧化铬和反应层，其中主要反应物质为氧化铬和二氧化硅二氧化硅; ;2.2. 在一定压力载荷范围内，该反应层能起到润滑和在一定压力载荷范围内，该反应层能起到润滑和保护的保护的功能功能; ;3.3. 随着载荷的增大，摩擦产生的热量会增加，这将随着载荷的增大，摩擦产生的热量会增加，这将导致反应层迅速增大并变得不稳定导致反应层迅速增大并变得不稳定结论：结论：目录目录结论结论