可加工陶瓷切削時刀具磨損分析

在氟金云母可加工陶瓷陶瓷車削加工中 ,硬質合金刀具磨損的主要形式有磨料磨損、粘結磨損。 2. 3. 1 磨料磨損 車削加工氟金云母可加工陶瓷時 ,硬質合金刀具后刀面和刀尖處都顯示出犁耕狀痕跡 ,屬于典型的磨料磨損。在高速切削時的磨損形貌 ,其磨料磨損的劃痕更加顯著。

當 切 削 用 量 為 n = 200 r/ min , vf = 2mm/ min , ap = 015mm 時 ,碎屑崩 濺 ,在 160 倍光學顯微鏡下可明顯觀察到刀尖損壞 ,如 圖 3a 所 示。 金云母材料硬度較高 ( HRC7715) , 與 YW 型硬質合金刀具的硬度 ( HRC78) [ 7 ]相當 ,加工過程中 ,在兩者摩擦面間 , 被加工材料對刀具形成了反切削作用 ,因而刀具 磨損表面形成了溝紋。刀具的主切削刃主要參與 切削作用 ,主后刀面承受大部分切削阻力 ,摩擦作用較為突出 ,所以 ,刀具磨損主要產生在主后刀面。圖 3b 為陶瓷刀具磨料磨損的SEM 照片。 盡管 Si3 N4 材料的硬度高于氟金云母陶瓷的硬 度 ,但仍然可見其表面劃痕 ,即產生了磨料磨損。 以上試驗結果表明 , 在加工氟金云母陶瓷 時 , 磨料磨損是一種普遍存在的現象。其主要原因是氟金云母陶瓷材料的硬度較高 , 材料中分布的高硬度晶粒的反切削作用對刀具產生了破壞 作用。可加工陶瓷，可加工陶瓷加工，可加工陶瓷加工廠家-鑫騰輝數控

2. 3. 2 粘結磨損切削過程中 ,由于較大的切削力和強烈的摩擦 ,致使局部過熱 ,常常發生粘結磨損[6 ,8 ] 。能譜 分析結果表明 ,在硬質合金刀具表面粘附的顆粒 中 ,Si、Al、F 的質量分數分別達到了 19185 %、 15111 %、1121 % ,陶瓷刀具表面粘附的顆粒中 , Si、Al、F 的質量分數分別達到了 0165 %、3105 %、 0189 %。由此證明了刀具表面的殘留物質系由切削材料粘附形成 ,即刀具表面的磨損為粘結磨損。 端面車削氟金云母陶瓷時 ,由于刀具與工件 之間的相對位置不斷發生變化 ,刀具對工件所施 加的力矩不恒定 ,因此 ,機床系統反作用給刀具的 力是交變的。另外 ,由于無冷卻切削下的干摩擦 作用 ,致使工件表面產生了大量的切削熱 ,又因氟 金云母陶瓷材料的熱導率(λ= 211W/ (m ·K) ) 較 低 ,僅相當于 45 鋼 (λ= 52134W/ ( m ·K) ) 的 1/ 25 ,因此產生的熱量得不到及時的散發 ,導致了 刀具局部快速升溫 ,在靠近主切削刃的高溫區域 粘附了一些塊狀、顆粒狀的陶瓷材料 ,加劇了刀具 的磨損。當溫度達到 800 ℃時 ,氟金云母陶瓷中的玻璃相開始軟化[9 ] ,因此一些小的陶瓷材料粘 附在刀具表面 ,同時一些陶瓷顆粒也粘附在主后刀面的磨損帶附近。加工后的刀具經過超聲波 20min的清洗 ,這些物質仍然粘附其中 ,說明結合比較牢固。