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高速切削GH2132涂层刀具表面及次表面性能演变研究

杨文峰 郑光明 高军 刘涛 杜洪刚

杨文峰, 郑光明, 高军, 刘涛, 杜洪刚. 高速切削GH2132涂层刀具表面及次表面性能演变研究[J]. 制造技术与机床, 2024, (3): 31-35. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.03.004
引用本文: 杨文峰, 郑光明, 高军, 刘涛, 杜洪刚. 高速切削GH2132涂层刀具表面及次表面性能演变研究[J]. 制造技术与机床, 2024, (3): 31-35. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.03.004
YANG Wenfeng, ZHENG Guangming, GAO Jun, LIU Tao, DU Honggang. Evolution of surface and subsurface properties of coated tools in high speedcutting of GH2132[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (3): 31-35. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.03.004
Citation: YANG Wenfeng, ZHENG Guangming, GAO Jun, LIU Tao, DU Honggang. Evolution of surface and subsurface properties of coated tools in high speedcutting of GH2132[J]. Manufacturing Technology & Machine Tool, 2024, (3): 31-35. doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.03.004

高速切削GH2132涂层刀具表面及次表面性能演变研究

doi: 10.19287/j.mtmt.1005-2402.2024.03.004
基金项目: 山东省自然科学基金项目(ZR2020ME156)
详细信息
    作者简介:

    杨文峰,男,1999年生,硕士研究生,研究方向为基于复合表面处理的涂层刀具应力演变及调控研究。E-mail:2178709878@qq.com

    通讯作者:

    郑光明,男,1986年生,博士,副教授,研究方向为先进制造技术与装备。E-mail:zhengguangming@sdut.edu.cn

  • 中图分类号: TG506.1,TG712

Evolution of surface and subsurface properties of coated tools in high speedcutting of GH2132

  • 摘要: 高速切削过程中,涂层刀具表面性能及次表面残余应力的变化会直接影响刀具的切削性能。采用PVD-TiAlN硬质合金涂层刀具进行高速车削GH2132高温合金试验,研究刀具表面性能在切削过程中的变化规律,并用拉曼光谱法测量了刀具不同磨损阶段的涂层次表面残余应力分布。结果表明,刀具在完整寿命期间内,表面残余压应力和表面显微硬度均呈先增大后减小的趋势。刀具从未磨损到稳定磨损阶段中期,涂层截面残余应力均为残余压应力占主体且沿深度方向逐渐增大,但切削至稳定磨损阶段后期时,涂层在靠近基体位置出现残余压应力减小的现象。在稳定磨损阶段前期,刀具有最佳的表面性能及最大的次表面压应力,此时刀具切削性能最佳,刀具磨损缓慢。

     

  • 图  1  切削现场图

    图  2  刀具各阶段磨损曲线

    图  3  刀具表面粗糙度随切削长度变化曲线

    图  4  刀具表面残余应力随切削长度变化曲线

    图  5  未磨损刀具涂层次表面残余应力分布云图

    图  6  不同磨损阶段刀具涂层次表面残余应力分布

    图  7  刀具表面显微硬度随切削长度变化曲线

    表  1  GH2132物理性能

    密度/(kg/dm3 抗拉强度/MPa 屈服强度/MPa 洛氏硬度/HRC
    7.916 930 590 36
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    表  2  GH2132化学成分 (%)

    C Cr Ni Mo Ti Fe V
    ≤0.08 14.0~16.0 23.0~25.0 0.5~1.0 2.0~2.3 余量 0.10~0.70
    B Mn Al Si P S
    0.001~0.01 ≤2.0 ≤0.40 ≤0.50 ≤0.03 ≤0.02
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  • 收稿日期:  2023-11-16
  • 录用日期:  2024-01-11

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