Al2O3-TiB2-CaF2納米改性自潤滑陶瓷刀具的切削試驗及磨損機理研究.pdf

1、在陶瓷刀具材料中添加一定量的氟化鈣，能夠使陶瓷刀具在干切削時表現(xiàn)出自潤滑的性能。但在材料中添加氟化鈣會降低其機械強度，本研究試圖通過納米復(fù)合材料增韌法在Al2O3-TiB2基體陶瓷材料中添加納米氟化鈣，彌補添加氟化鈣對刀具材料機械強度造成的弱化。在已有的研究基礎(chǔ)上，本文對Al2O3-TiB2-CaF2納米改性自潤滑陶瓷刀具的切削性能及磨損機理進(jìn)行了研究。
　　(1)制備了CaF2體積分?jǐn)?shù)分別為1％，5%和10%的納米改性自潤滑陶瓷

2、刀具ATF1，ATF5，ATF10，結(jié)果表明一定量納米氟化鈣的添加能夠在一定程度上對陶瓷材料實現(xiàn)增韌補強，但納米氟化鈣的添入仍然使材料的機械強度弱化。
　　(2)用ATF1，ATF5，ATF10對45鋼和40Cr進(jìn)行了切削試驗，試驗過程中使用kistler測力儀測量切削過程中的切削力，使用FLIR紅外熱像儀測量前刀面上切屑底部的溫度近似測量切削溫度。
　　(3)用ATF1，ATF5，ATF10對45鋼進(jìn)行了切削試驗。ATF1

3、的材料去除量最大，切削性能最好，主要是因為ATF1的CaF2含量較低，材料的機械強度較高。在切削速度與背吃刀量等同的條件下，ATF5的切削性能比ATF10的切削性能好。ATF5的硬度和強度比ATF10低，但因為ATF10的CaF2含量較高，CaF2與基體材料的熱膨脹系數(shù)存在較大差別，各組分熱膨脹系數(shù)之間的不協(xié)調(diào)加速了刀具在高溫條件下的磨損。
　　(4)用ATF1，ATF5，ATF10對40Cr進(jìn)行了切削試驗。ATF1因為CaF2的

4、含量較低，材料的硬度和強度最高，切削性能較好。ATF5切削性能最差，主要是因為刀具材料本身硬度、強度都較低，而40Cr的抗拉強度比45鋼有所提高，ATF5在40Cr的切削試驗中快速磨損。ATF10在40Cr的切削試驗中表現(xiàn)出了較好的切削性能，從刀具后刀面的EDS能譜圖中可以看到，刀具后刀面摩擦區(qū)域出現(xiàn)了顯著的CaF2富集和位移的現(xiàn)象。
　　(5)在ATF10加工40Cr的試驗中，切削溫度隨切削功率增加的趨向較慢。試驗中ATF10刀