TiN涂層高速鋼刀具的磨損特性及磨損規(guī)律
一、引言
TiN涂層高速鋼刀具多為復(fù)雜刀具,在TiN涂層刀具磨損性能試驗(yàn)中,為便于觀察,特按復(fù)雜刀具的角度設(shè)計(jì)制作了試驗(yàn)用刀片,將其安裝在機(jī)夾式刀體上,在無級調(diào)速車床上進(jìn)行耐磨性試驗(yàn)。刀片基體材料為W9Mo3Cr4V,常溫硬度64~65HRC。刀片在美國多弧公司MAV-32型離子鍍膜機(jī)上涂層,膜層厚度為2.4~3.1µm,顯微硬度約為2000HV。在一定的切削條件下,用涂層刀具和未涂層刀具分別切削相同的工件,同時(shí)測量切削力和切削溫度的數(shù)值,利用雙管立體顯微鏡、光切法顯微鏡和掃描電鏡等觀察刀具各個(gè)部位的磨損形貌和磨損尺寸,然后對試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行綜合處理和分析。在實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)的基礎(chǔ)上又進(jìn)行了大量生產(chǎn)性觀測,以驗(yàn)證試驗(yàn)分析的結(jié)論。
二、涂層刀具的磨損形態(tài)及磨損規(guī)律
涂層刀具和未涂層刀具一樣,正常磨損發(fā)生在三個(gè)面上,即前刀面月牙洼磨損、后刀面磨損及副后刀面磨損,其中以前、后刀面磨損為主。
當(dāng)切削速度較高或切削厚度較大時(shí),月牙洼磨損一般較嚴(yán)重;當(dāng)切削速度較低或切削厚度較小時(shí),以后刀面磨損為主。圖 1所示為典型的涂層刀具前、后刀面磨損形貌。從大量的照像觀察中可看出涂層刀具磨損的一些特點(diǎn)。涂層刀具月牙洼的中心靠近切削刃,月牙洼邊界參差不齊,當(dāng)月牙洼寬度相等時(shí),涂層刀具月牙洼的深度遠(yuǎn)大于未涂層刀具。涂層刀具后刀面磨損的主要特點(diǎn)是磨損帶表面和切削平面不位于同一平面。涂層刀具在切削過程中產(chǎn)生了負(fù)后角磨損帶或后刀面月牙洼磨損,觀測結(jié)果表明,磨損帶遠(yuǎn)離切削刃處的負(fù)后角約為 14°。
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