硬態(tài)干式切削材料被加工表面白層的研究.pdf

1、硬態(tài)切削是當(dāng)今最富生氣的切削技術(shù)之一.硬態(tài)切削是指采用超硬刀具對硬度大于50HRC的淬硬鋼等硬質(zhì)材料進(jìn)行精密切削的加工工藝.硬態(tài)切削具有良好的加工柔性、經(jīng)濟性和環(huán)保性能,在精加工過程中采用硬態(tài)切削是加工淬硬鋼的最佳選擇.硬態(tài)切削已加工表面完整性的研究包括表面粗糙度和尺寸精度、已加工表面已硬化層深度、已加工表面的殘余應(yīng)力分布和白層的形成等方面,是決定能否采用硬態(tài)切削作為精加工手段的重要標(biāo)志.白層是伴隨著硬態(tài)切削過程所形成的一種組織形態(tài),硬

2、度比基體更高,能夠抵抗一般的腐蝕,尺寸較薄,難于準(zhǔn)確分析其組織特征.它具有獨特的磨損特性:一方面硬度高,耐蝕性好;另一方面又表現(xiàn)出較高脆性,易引起早期剝落失效.該論文采用PCBN刀具硬態(tài)切削GCr15軸承鋼工件,從刀具后刀面磨損量入手,找到白層產(chǎn)生的臨界條件,通過正交試驗改變切削速度、進(jìn)給量、切削深度等切削參數(shù),揭示白層厚度的影響規(guī)律,并進(jìn)而討論了白層的形成機制.白層厚度受切削深度和速度影響較大.隨切削速度的增加,白層厚度減小;進(jìn)給量越

3、大,白層厚度越大;切削深度在0.2mm時獲得較薄的白層,在0.3mm時白層厚度最大.實驗發(fā)現(xiàn)白層以下的工件次表層呈暗黑色,硬度較低,認(rèn)為是在溫度影響下形成的回火層.回火層的厚度主要受后刀面磨損量的影響,隨傳入工件次表層的熱量的增加而增加.作者認(rèn)為白層特殊結(jié)構(gòu)的形成,是由于切削過程中產(chǎn)生的熱量使被加工表面溫度達(dá)到α-γ相變溫度又被迅速冷卻的激冷激熱導(dǎo)致的,屬于摩擦熱作用機制.切削力起到了細(xì)化晶粒的輔助作用.在此的基礎(chǔ)上,通過建立硬態(tài)切削過