鈦合金切削用硬質(zhì)合金刀具強流脈沖電子束表面改性研究.pdf

1、強流脈沖電子束(High Current Pulsed Electron Beam,HCPEB)因具有能量高、脈沖時間短等優(yōu)勢，在材料表面改性領(lǐng)域中倍受青睞。HCPEB輻照過程中引發(fā)的應(yīng)力場能夠引起材料表層范圍內(nèi)發(fā)生快速而強烈的塑性變形，從而使材料得到特殊的改性效果。因此本文利用SOLO型強流脈沖電子束裝置對硬質(zhì)合金刀具進行輻照，并對輻照前后硬質(zhì)合金刀具材料的微觀結(jié)構(gòu)狀態(tài)和力學(xué)性能進行研究。
　　采用不同的轟擊次數(shù)和能量密度對YW

2、2和H13A兩種硬質(zhì)合金刀具進行輻照。使用SEM和X射線衍射儀對處理前后刀具表面進行顯微形貌和相組成進行分析，并對電子束處理前后試樣的顯微硬度、表面粗糙度和切削鈦合金的性能進行對比研究。最后以刀具表面的顯微硬度和粗糙度為響應(yīng)值，對加速電壓、工作電流和脈沖次數(shù)等輻照工藝參數(shù)進行優(yōu)化。
　　XRD分析結(jié)果表明，HCPEB輻照后，TiC和Co3W3C的含量增加，WC的衍射峰向高角度方向發(fā)生偏移，表層內(nèi)部產(chǎn)生了較大的壓應(yīng)力，經(jīng)過計算，能量

3、密度為4.5J/cm2時，刀具表面殘余壓應(yīng)力為-10.724GPa。刀具表層100μm范圍內(nèi)顯微硬度發(fā)生變化，在距離表面20μm處出現(xiàn)最大值，為2012HV。且WC衍射峰發(fā)生寬化，晶粒細化。表面微觀結(jié)果顯示，輻照后的硬質(zhì)合金刀具表面由無顆粒狀的熔化組織覆蓋，熔化層的厚度大約為1μm，表面粗糙度略有降低。
　　經(jīng)綜合分析，優(yōu)化得出輻照YW2刀具最優(yōu)參數(shù)：加速電壓10kV，工作電流180A，脈沖次數(shù)45次。輻照H13A刀具最優(yōu)參數(shù)：加