純碳化鎢和SiC-TiC刀具的切削性能和磨損機理研究.pdf

1、碳化鎢(WC)基金屬陶瓷近年來在高速切削領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，其不僅具有高耐磨性，高耐熱性以及高硬度等較好的綜合力學(xué)性能，而且具有導(dǎo)熱導(dǎo)電性好、與工件摩擦系數(shù)小等優(yōu)良的物理性能。目前碳化鎢基刀具為了提高刀具的韌性和致密度需要添加粘結(jié)相（如Co、Ni），但是由于粘結(jié)相的存在又會使得刀具在切削產(chǎn)生的高溫下性能降低，因此純的碳化鎢材料相比而言有更大的應(yīng)用前景。SiC-TiC作為一種復(fù)合的硬質(zhì)合金材料，其綜合力學(xué)性能也比較優(yōu)異。到目前為止，國內(nèi)

2、外幾乎沒有研究純碳化鎢材料和SiC-TiC材料作為刀具的報道。因此本文以相對密度達(dá)到100％的純碳化鎢刀具和相對密度達(dá)到99.5％SiC-TiC刀具作為研究對象，研究其切削性能、失效模式和壽命并與另一種商用刀具YW2比較，旨在為純碳化鎢材料和SiC-TiC材料作為切削刀具提供參考依據(jù)。
　　本文通過真空燒結(jié)、冷等靜壓和熱等靜壓工藝制備了純WC材料和SiC-TiC材料，將其制備成車刀刀具。采用維氏硬度計、電子萬能試驗機測定純WC材料

3、和SiC-TiC材料的力學(xué)性能。在C0618b車削機床上進(jìn)行切削實驗，考察其作為刀具的切削性能.。采用超景深顯微鏡、帶X射線能譜掃描功能(EDS)的掃描電子顯微鏡(SEM)、背散射掃描電鏡(BSE)觀察切削失效后刀具的磨損樣貌和刀具表面元素分布并分析失效機理。同時設(shè)置YW2刀具作為對照組進(jìn)行切削性能比較分析。
　　研究發(fā)現(xiàn):純WC刀具干切削Cr12Mn5Ni4MoAl不銹鋼時的主要磨損形式表現(xiàn)為粘結(jié)磨損。刀尖磨損嚴(yán)重，大量工件材料

4、粘附在刀具的磨損面上，在前刀面和后刀面上都發(fā)現(xiàn)了材料脆性斷裂導(dǎo)致的階梯狀磨損軌跡以及大量WC晶粒的拔出。SiC-TiC刀具切削Cr12Mn5Ni4M03Al不銹鋼時以粘結(jié)磨損為主，后刀面出現(xiàn)了明顯的凹窩樣貌。純WC刀具的切削壽命比同參數(shù)下干切削Cr12Mn5Ni4MoAl不銹鋼的YW2刀具和SiC-TiC刀具的壽命低，這是由于不銹鋼材料對純WC材料強烈的粘附效應(yīng)引起的。而純WC刀具干切削HT200鑄鐵時的主要磨損形式表現(xiàn)為磨粒磨損，刀尖