聚晶金刚石刀具铣削Ti40阻燃钛合金失效机理.pdf

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1、第48卷第6期2016年12月南京JournalofNa航空航njingUniversityDOI：10．16356／j．1005—2615．2016．06．014天大学ofAeronautics学报&Astronautics聚晶金刚石刀具铣削Ti40阻燃钛合金失效机理吕东升徐九华丁文锋傅玉灿(南京航空航天大学机电学院，南京，210016)V01．48No．6Dec．2016摘要：选用3种不同粒度金刚石(o．5，10和30弘m)的聚晶金刚石(PolycrystalEnediamond，PCD)刀具铣削加工Ti

2、40阻燃钛合金，结合三维视频显微镜与扫描电镜观测刀具形貌，分析金刚石粒度对刀具磨损和破损行为的影响，揭示PCD刀具的失效机理。研究发现，金刚石粒度越小，PCD刀具的耐用度越高。在铣削加工的力一热冲击作用下，PCD刀具的磨损主要表现为磨粒磨损和粘结磨损，而破损初期表现为以微裂纹、前后刀面剥落和微崩刃为主，后期发生了局部碎裂。剥落和微崩刃主要发生在PCD刀具的前、后刀面临界切深2．5～3．0mm处，微裂纹是导致发生剥落和微崩刃的主要因素。关键词：PCD刀具；铣削；磨损和破裂；Ti40阻燃钛合金中图分类号：TG50

3、6文献标志码：A文章编号：1005—2615(2016)06—0870—09FailureAnalysisofPCDToolsinMillingTi40Burn—ResistantTitaniumAlloyL／／Dongsheng，XuJiuhua，DingWenfeng，FuYucan(CollegeofMechanicalandElectromechanicalEngineering．NanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsNanjing，210016，Chi

4、na)Abstract：MillingexperimentsofTi40burn—resistanttitaniumalloyareperformedusingthreekindsofpolycrystallinediamond(PCD)toolswithvariousdiamondgrainsizes(i．e．，0．5，10and30址m)．ThemorphologyofPCDtoolsaftermillingisobservedusingthree——dimensionalopticalmicroscop

5、eandscan——ningelectronmicroscopy．FailuremechanismsofPCDtoolsandtheirrelationbetweenvariousdiamondgrainsizesandtoolwearareanalyzed．TheresultsindicatethatthePCDtoollifeislongerwhenthecon—taineddiamondgrainsizeissmaller．Withthemechanical—thermaleffectsduringmi

6、lling。abrasionandadhesionarethemainwearmechanismsofPCDtools．However，themainfracturemechanismsaremi—cro—crack，micro—chippingandspallingofrakefaceandflankface，whichusuallytakeplaceattheposi—tionwithacriticaldepth(i．e．，2．5—3．0mm)intheinitialwearstage．Localfrag

7、mentationoccursinthelatterwearstage．Micro—cracksarethemainfactorleadingtomicro—chippingandspallingoftoolrakefaceandflankface．Keywords：polycrystallinediamond(PCD)tool；milling；wearandfracture；Ti40burn—resistanttitani—umalloy基金项目：江苏省普通高校研究生科研创新计划(CXZZl2—0144)资

8、助项目；中央高校基本科研业务费专项资金资助。收稿日期：2015-06—29；修订日期：2016一01—03通信作者：徐九华，男，教授，博士生导师，E-mail：jhxu@nuaa．edu．cn。引用格式：吕东升，徐九华，丁文锋，等：聚晶金刚石刀具铣削Ti40阻燃钛合金失效机理[J]．南京航空航天大学学报，2016，48(6)：870—878．I．nDongsheng，XuJiuhua，DingWen