刀具材料及其磨损对钛基复合材料车削温度的影响

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1、学术论文RESEARCH刀具材料及其磨损对钛基复合材料车削温度的影响InfluencesofMaterialToolandToolWearonCuttingTemperatureofTurningTitaniumMatrixComposites南京航空航天大学机电学院章　宇　苏宏华　傅玉灿　徐九华　宦海祥[4-6][摘要]对钛基复合材料车削时的车削温度和刀响，本身就是一种难车削的材料，同时基体中分布的具磨损形态进行试验研究，结果表明，在相同条件下，两散的增强相具有高模量、高强度、高硬度以及良好的高类刀具的切削温度随切削速度上升而提高，且在较低速温性能，对刀具造成严重的刻划和耕犁作用，使

2、钛基复度范围内随切削速度增大车削温度上升趋势明显，较高合材料更难以切削加工，表现为切削温度高，刀具磨损速度范围内上升趋势较缓；随着刀具磨损量从VB=0mm严重。因此如何控制切削温度、延长刀具寿命是该类材上升至VB=0.2mm，虽然硬质合金K313刀具的切削温料应用中急需重点突破的关键问题。度上升幅度小于PCD刀具，但PCD刀具的切削温度始本研究使用硬质合金刀具和PCD刀具，在终远小于硬质合金K313刀具，且PCD刀具的耐用度远60~120m/min车削速度范围内和不同刀具磨损状态下对好于K313刀具；PCD刀具的磨损形式以磨粒磨损为主，（TiCp+TiBw）/TC4钛基复合材料进行车削

3、温度试验，对比而K313刀具以粘结磨损为主。两类材料刀具在不同车削速度和刀具磨损状态下的车关键词：钛基复合材料　热电偶标定　车削温度削温度，观察刀具磨损形态，对钛基复合材料车削刀具选刀具磨损择、刀具磨损机理、加工工艺的优化等有重要意义。[ABSTRACT]Thispaperdealswithcuttingtem-peratureandtoolwear.Theexperimentresultsindicate1　试验条件thatunderthesameconditions,boththePCDandcarbide车削试验在SK50P卧式数控车床上进行，采用水基tools’cuttingt

4、emperatureincreaseswiththecuttingspeed冷却液冷却，利用自然热电偶测温法获得车削温度的电increasing,andincreasesfasterinthelowercuttingspeed势信号。withtheimprovementofcuttingspeed,butincreasesslow-1.1　工件材料erinthehighercuttingspeed;Withthetoolwearrising工件材料选用经真空自耗熔炼和热锻技术制备的from0mmto0.2mm,thoughPCDtool’scuttingtempera-钛基复合材料（T

5、iCp+TiBw）/TC4，两种增强相的摩尔比turerisesfasterthancarbidetool,theformerislowerthan为1∶1，增强相体分比为10%，棒料规格为φ60×200。thelater,andPCDtool’slifeismuchmorethancarbide钛基复合材料详细信息见表1，（TiCp+TiBw）/TC4的金tool’slife;ThemainwearformofPCDtoolisparticleat-相组织如图1所示。trition,whilecarbidetoolisadhesionwear.表1　钛基复合材料的物理力学性能Keyw

6、ords:TitaniummatrixcompositeThermo-couplecalibratingCuttingtemperatureToolwear增强相平均尺寸硬度增强相类型体分比直径、长度/μmHRC、HV颗粒+晶须10%1.5~2035~8035383.4钛基复合材料是以钛合金为基体，以碳化钛、硼化钛、碳化硅、氧化铝、氮化铝等颗粒、晶须或连续纤维为1.2　试验刀具增强相，由粉末冶金、压力铸造、搅拌铸造、喷射沉积等采用混合颗粒度（30+2）μm的PCD刀具和细粒度[1]方法制备而成，具有高比强度、高比模量、耐磨、耐热、硬质合金K313刀具进行车削试验，刀具主要几何参数优良的

7、导电、导热性、不吸潮、抗辐射、低热膨胀系数、高见表2。刀杆ISO代码为PSSNR2525M12，刀杆本身前[2]冲击性等优良性能，因此钛基复合材料在超高音速航角-8°、后角0°、刃倾角0°、主偏角45°、副偏角45°。宇飞行器、下一代先进航空发动机和汽车制造等方面具1.3　切削加工参数[3]有广泛的应用前景。切削速度是影响车削温度的最主要因素，因此安排但是钛合金作为钛基复合材料的基体材料，因其物以切削速度为主的单因素试验，试验切削用量和刀具磨理