納米改性Ti(C，N)基金屬陶瓷組織性能及其刀具切削性能的研究.pdf

1、Ti(C，N)基金屬陶瓷具有優(yōu)良的物理、力學(xué)性能和耐磨性能，因此其作為一種替代硬質(zhì)合金的新型工具材料已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于刀具制造，但在國(guó)內(nèi)應(yīng)用還比較少。本文通過(guò)有限元技術(shù)和切削實(shí)驗(yàn)來(lái)研究分析自制的Ti(C，N)基金屬陶瓷刀具的切削性能，為研究Ti(C，N)基金屬陶瓷刀具的合理幾何參數(shù)提供理論依據(jù)和技術(shù)支持，對(duì)Ti(C，N)基金屬陶瓷刀具在國(guó)內(nèi)的推廣具有重要的意義。 首先，采用了傳統(tǒng)的粉末冶金方法制備了納米TiN改性TiC基金屬陶瓷材

2、料和超細(xì)晶Ti(C，N)基金屬陶瓷材料，通過(guò)XRD、SEM等手段分析兩種材料的成分、顯微組織和宏觀力學(xué)性能之間的關(guān)系。研究發(fā)現(xiàn)超細(xì)晶Ti(C，N)基金屬陶瓷刀具除硬度高于納米TiN改性TiC基金屬陶瓷刀具外，其余力學(xué)性能均低于納米TiN改性TiC基金屬陶瓷刀具。 其次，建立了二維切削有限元模型和三維切削有限元模型，利用DEFORM有限元軟件仿真模擬Ti(C，N)基金屬陶瓷刀具的切削過(guò)程。研究發(fā)現(xiàn)本實(shí)驗(yàn)自制的納米TiN改性TiC基

3、金屬陶瓷刀具最佳后角為6°，最佳鈍圓半徑為0.2mm；同時(shí)超細(xì)晶Ti(C，N)基金屬陶瓷刀具的耐磨性能比納米TiN改性TiC基金屬陶瓷刀具更優(yōu)，這與后面的切削實(shí)驗(yàn)結(jié)果恰恰相反。 最后，進(jìn)行兩種金屬陶瓷刀具切削45鋼的切削實(shí)驗(yàn)。研究表明后角為6°時(shí)，納米TiN改性TiC基金屬陶瓷刀具的耐磨性最好，進(jìn)一步驗(yàn)證了有限元模型的正確性；同時(shí)分析了刀具磨損形貌，并討論了刀具的磨損機(jī)理，揭示了金屬陶瓷刀具在較高切削參數(shù)條件下切削45號(hào)鋼時(shí)，刀