切削淬硬合金鋼crmo的pcbn刀具磨損機理研究

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1、切削淬硬合金鋼42CrMo的PCBN刀具磨損機理研究工具技術切削淬硬合金鋼42CrMo的PCBN刀具磨損機理研究朱振國,李旗號合肥工業(yè)大學摘要:進行了PCBN刀具切削淬硬合金鋼42CrMo的實驗.通過JSM6490LV型掃描電子顯微鏡(SEM)觀察PCBN刀具的磨損,利用INCA能量分散光譜儀(EDS)分析了刀具磨損面的金屬元素成分,對刀具磨損的機理進行分析和探討.通過對比幾種切削速度下刀具的磨損量,獲得切削速度的最佳值.關鍵詞:PCBN刀具;刀具磨損;切削速度中圖分類號:TG711文獻標志碼:AResearch

2、onCuttingSpeedandCuttingTemperatureofCuttingHardenedSteel42CrMowithPCBNToolZhuZhenguo,LiQihaoAbstract:spaperdealswiththeexperimentofhardenedsteel42CrMowithPCBNcuttingtoo1.usingJSM6490LVtypescanningelectronmicroscopy(SEM)toobservePCBNtoolwearandusingscatteredI

3、NCAenergyspectrometer(EDS)toanalyzethemetalelementsintoolwq~ar.andtoolwearmechanismwasanalysisedanddiscussed.Throughcomparingwi如toolWeal'quanti.tyunderseveralcuttingspeeds,theoptimalcuttingspeedwasobtained.Keywortls:PCBNcuttingtool;toolwear;cuttingspeed1引言立方氮

4、化硼燒結塊(聚晶立方氮化硼PCBN)是由CBN微粉與粘結相(Co,Ni或TiC,TiN,At20)在高溫高壓下燒結而成….由于PCBN刀具的使用時間不長,對切削過程和磨損機理的研究還不夠,為推廣其應用,對PCBN刀具磨損機理的研究越來越被人們所重視.部分學者認為是PCBN刀尖切削部位與高速運動著的熱切屑流相接觸,承受其強烈的摩擦,刮研,以致PCBN刀具的磨損主要以擴散磨損為主.PCBN刀具的磨損機理與切削速度以及切削溫度有很大的關系,所以研究切削速度對分析PCBN刀具的磨損有很大的意義.本文通過PCBN刀具切削合

5、金鋼42CrMo的實驗,探討了PCBN刀具的磨損機理.2試驗條件和過程(1)刀具幾何參數(shù)和切削用量試驗在CA61OO車床上進行,采取單因素法,固定刀具前角7D=0o,后角ao:11.,主偏角,c=60.,副偏角,c,=60.,刃傾角.=0.,刀尖圓弧半徑r=0.8mm,倒棱br1×Yb,i=0.2mm×(一20.).切削實驗時,固定a.=0.15mm,f=0.1mm/r,改變切削速度,Vcl=150m/rain,Vc2=240m/min,V~3=400m/min,=500m/min,V6=600m/rain,=8

6、00m/min,觀收稿日期:2011年2月察刀具磨損形態(tài)和磨損量.(2)淬硬合金鋼的特性試驗所用工件材料為通用合金鋼42CrMo,加熱溫度850~C一860℃,根據不同的加熱爐及裝爐方式計算保溫時間,保溫結束后出爐在水溶性淬火介質中冷卻,硬度52HRC(20~C).合金鋼42CrMo強度,淬透性高,韌性好,淬火時變形小,高溫時有高的蠕變強度和持久強度,可用于制造強度高和調質截面大的鍛件,如機車牽引用的大齒輪,增壓器傳動齒輪,后軸,承受載荷大的連桿及彈簧夾,也可用于2000m以下石油深井鉆桿接頭與打撈工具等.工件材

7、料的化學成分如表1所示_2(摘自GB/T3077—1999).表142CrMo鋼主要化學成分的質量分數(shù)元素CSiMnSCrNjMoO.38—O.2O一O.50—0.90—0.15一%≤0.040≤0.350.450.400.801.20O.25試驗中選擇高CBN含量的刀片BN100(見表2).高速切削時,切屑呈紅熱狀高速排出,帶走大量的切削熱,傳遞給刀具及工件的熱量大幅減少.高速切削時切削區(qū)的高溫能軟化了切削層的材料,因此可對淬硬鋼進行高速干切削加工,即實現(xiàn)PCBN刀具高速干切削淬硬鋼.表2實驗用PCBN刀片20

8、11年第45卷No73試驗結果3.1刀具磨損機理的分析在用PCBN刀片車削42CrMo淬硬鋼的試驗中,選取不同切削速度下,切削600s后,用JSM6490LV型掃描電子顯微鏡和INCA能譜儀對刀具磨損區(qū)域進行觀察.(1)月牙洼磨損PCBN刀具加工淬硬鋼時,會出現(xiàn)前刀面和后刀面磨損.前刀面的磨損主要為月牙洼(見圖1),當切削速度Vl:150m/rain時,切屑與前刀面在高溫