车刀前刀面磨损机理分析与优化措施

2023-06-27 理论教育版权反馈

【摘要】：图6-16 车刀前刀面的显微照片及A区能谱分析结果a）车刀前刀面的显微照片 b）A区能谱分析结果当切削速度增大到v=82m/min时，车刀前刀面的磨损形态见图6-18，可以看出前刀面出现了月牙洼。图6-18 车刀前刀面的显微照片图6-19 能谱分析结果a）A区能谱分析结果 b）B区能谱分析结果

图6-11示出了切削速度v=20m/min时车刀前刀面的磨损形态。A区材料的元素见图6-12a，从图中可以看出有Cr、Mn、Mo、Ni、Al和Fe等元素，说明工件材料在前刀面上有粘结发生；B区除了有上述工件材料外还有O元素（见图6-12b），说明刀-屑摩擦中有少量元素氧化。这些粘结材料在切削过程中脱落，带走刀具材料中的元素，从而使刀具的前刀面产生磨损。这说明，刀具磨损以粘结磨损为主。

图6-11 车刀前刀面的显微照片

图6-12 前刀面磨损的能谱分析

a）A区能谱分析结果 b）B区能谱分析结果

图6-13 前刀面显微照片与A区的能谱分析

a）车刀前刀面的显微照片 b）A区能谱分析结果

图6-13a所示为切削速度v=27m/min时车刀前刀面的磨损形态。A区材料的元素见图6-13b，从图中可以看出有Cr、Fe、Co、W、Si和Fe等元素，说明前刀面上有工件的材料扩散至刀具；由图6-14a可以看出有工件上的材料粘结到刀具的前刀面上，前刀面上除了有上述工件材料外还有O元素，说明刀-屑摩擦中有少量元素氧化；由图6-14b可以看出刀具中有Co、W扩散到切屑中。这说明在切削过程中，刀具磨损有扩散、粘结磨损两种形式存在。

图6-14 能谱分析结果

a）B区能谱分析结果 b）C区能谱分析结果

图6-15a所示为切削速度v=36m/min时车刀前刀面的磨损形态。A区材料的元素见图6-15b，从图中可以看出有Cr、Mn、Mo、Ni、Al和Fe等元素，说明前刀面上有工件的材料粘结到刀具的前刀面上，这证明当切削速度v=36m/min时前刀面以粘结磨损为主。

图6-15 车刀前刀面的显微照片及A区能谱分析结果

a）车刀前刀面的显微照片 b）A区能谱分析结果

图6-16a所示为切削速度v=62m/min时车刀前刀面的磨损形态。A区材料的元素见图6-16b，从图中可以看出有Cr、Co、W、Fe等元素，说明前刀面上有工件的材料扩散到刀具的材料内；由图6-17a能看出有少量Cr、Mn、Al、Fe等元素扩散到工件内部；由图6-17b可见前刀面上粘附着许多工件材料的元素。因此，随切削速度增大，切削区的温度也在升高，刀具的磨损主要有扩散和粘结磨损两种形式。

图6-16 车刀前刀面的显微照片及A区能谱分析结果

a）车刀前刀面的显微照片 b）A区能谱分析结果

当切削速度增大到v=82m/min时，车刀前刀面的磨损形态见图6-18，可以看出前刀面出现了月牙洼。由图6-19可以看出既有Co、W等刀具中的元素，也有Cr、Mn、Al、Fe等工件中的元素，这说明随着切削速度的提高，切削温度也逐渐升高，工件材料与刀具材料中的元素相互扩散；另外，刀具前刀面上还粘附着微量、散布广泛的工件材料。此外，由于工件材料中有少量的TiN、沉淀相（NiAl）等硬质点，也促使刀具月牙洼的产生和前刀面的磨损加剧。因此，这种情况下，刀具的磨损形式以扩散和粘结磨损为主，也有磨粒磨损。