Al2O3基陶瓷刀具车削300M超高强度钢的刀具寿命研究.pdf

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1、隧：建柚Z材料柚Z及刀曼技术AI2O3基陶瓷刀具车削300M超高强度钢的刀具寿命研究刘维民艾兴赵军王宝林(山东大学机械工程学院，山东济南250061)摘要：采用对角正交回归试验法，求得Al：o基陶瓷刀具切削300M超高强度钢的刀具寿命经验公式，并分析了切削用量对刀具寿命的影响。通过扫描电子显微镜的观察和能谱分析仪的分析，对Al：o基陶瓷刀具的损坏形态和磨损机理进行了研究。研究表明：AI：O基陶瓷刀具车削300M超高强度钢时。粘结磨损和磨粒磨损是主要的磨损机理；合理的切削参数为：切削速度200—300m／rnin、切削深度0．1—0．15mm、进给量0．05—0．1mm／r。关键词

2、：超高强度钢Al：o基陶瓷刀具刀具寿命磨损机理中图分类号：TG506文献标识码：AStudyontoollifeinturning300MultrahighstrengthsteelwithAI2O3-basedceramiccuttingtoolLIUWeimin，AIXing，ZHAOJun。WANGBaolin(SchoolofMechanicalEngineering，ShandongUniversity，Jinan250061，CHN)Abstract：Thediagonalo~hogonalregressionexperimentalmethodwasusedtoin

3、vestigatetoollifeofA1203-basedceramiccuttingtoolforturning300Multrahighstrengthstee1．Toolwearwasmeasuredunderamicro—scope，SEMandEDSanalyseswerecarriedoutontheworntoolstodeterminethetoolwearmecha—nisms．ResultsshowthatthemajorwearmechanismsofA1，O一basedceramiccuttingtoo1forturning300Multrahighst

4、rengthsteelwereadhesivewearandabrasivewear．Theoptimumcuttingparametersarecuttingspeed200—300m／min，depthofcut0．1～0．15mm，feedrate0．05～0．1mrofr．Keywords：UltraHighStrengthSteel；A12O3-basedCeramicCuttingTool；ToolLife；WearMechanism300M超高强度钢具有超高的强度、高的硬度以及本文对A1：O基陶瓷刀具高速干车削300M超高韧性好等优良的综合性能，被广泛应用于航空航天

5、工强度钢中的刀具磨损及刀具寿命进行了研究，并通过业，特别适于制造飞机起落架等关键承力构件。但对刀具寿命的分析，为A1O，基陶瓷刀具干车削300M从加工性能的角度看，是一种典型的难加工材料J。超高强度钢提供较为合理的切削参数。切削加工过程中产生的切削力大、切削温度高，使得切1试验部分削速度低、刀具寿命短，直接影响到它的加工效率。目前国内外加工高强度钢主要选用硬质合金、陶1．1试验条件瓷刀具和CBN刀具。硬质合金刀具的耐热温度试验在PUMA2OOMA数控车床上进行(最高转速相对较低，不适于高速切削加工；CBN刀具的整体性为6000r／min)，工件材料是调质热处理后的300M能比较优

6、异，适于高速切削加工，但是由于价格因素，超高强度钢棒料，硬度为42十3HRC，其成分见表1。其应用受到了限制；陶瓷刀具耐热性好，高温化学性质刀具采用A12O3基陶瓷刀片，牌号为LTZ1(采用热压烧稳定，适合于高速切削加工J。其中A1：O基陶瓷刀结工艺自制)，刀具前角一5。，后角5。，主偏角45。，带负具性能优、价格低，在高速加工高强度钢时应用较多。倒棱。国家重点基础研究发展计划(973计划)(2009CB724402)訾·53·l主题：难加工材料柚Z及刀曼技术在试验中选用后刀面磨损量VB⋯=0．6mm作为将式(2)简化后，可得三元线性方程的一般式：刀具磨钝标准，使用工具显微镜测量

7、后刀面的磨损量。Y=bo+bll+b2x2+b3x3(3)试验结束后，采用扫描电镜(SEM)和能谱分析技术建立刀具寿命的线性回归方程，用矩阵形式表示：(EDS)对磨损后的陶瓷刀具进行观察分析，研究陶瓷Y=邓+s(4)刀具切削300M超高强度钢时的磨损形貌。式中：s为试验随机变量误差。表1300M超高强度钢的化学成分(wt％)根据最小二乘法，设b。、6、b：、b3分别为卢。、卢、卢、CCrNiSiMoVSPCuFe的最小二乘估计，则线性回归方程为：0．390．9l1．821．610