新型涂层刀具干式铣削加工SKD11切削性能研究

具有高硬度、耐高温、高耐磨性能和良好韧性的涂层刀具在干式切削加工中的应用越来越多,不同涂层刀具的应用场合及先进涂层的开发已成为目前涂层刀具技术研究的重点。本文基于TiAlN、AlTiN和TiAlN+WC/C三种涂层刀具在干式铣削加工SKD11时的切削力、切削温度和刀具磨损等物理量,对其切削性能作了详细分析。研究结果表明:在干铣加工SKD11时TiAlN+WC/C涂层刀具和AlTiN涂层刀具优于TiAlN涂层刀具,其中AlTiN涂层刀具的涂层材料硬度最高,而且在切削高温影响下生成Al2O3的薄膜层能延长该涂层刀具的寿命;TiAlN+WC/C涂层刀具的切削力小、刀具耐用度高,是干式铣削加工模具钢SKD11的理想刀具。     

TiAlN涂层刀具对不同调质状态40Cr钢切削性能研究

为了更好地指导TiAlN涂层刀具在金属切削加工中的应用,采用物理气相沉积法制备了TiAlN涂层刀具,应用TiAlN涂层刀具和未涂层刀具对不同调质状态的40Cr钢进行了干式切削试验。通过对切削过程中切削力和切削温度检测,考察了TiAlN涂层刀具的切削性能。结果表明,与YTl5硬质合金刀具相比,TiAlN涂层刀具适合切削高硬度的金属材料,且优越性更明显。     

涂层钻头加工不锈钢磨损机理研究

研究了TiN、TiAlN、TiCN三种高速钢涂层专用麻花钻头钻削加工1Cr18NigTi奥氏体不锈钢时的刀具寿命以及刀具表面涂层的磨损特性。通过研究刀具寿命以及对刀具前刀面涂层磨损形态和元素成分的变化规律，揭示了三种涂层钻头的磨损机理。结果表明：在中低速、湿切削的情况下，TiCN涂层要优于TiAlN涂层，明显优于TiN涂层；TiCN涂层高速钢专用钻头较TiAlN、TiN涂层高速钢专用钻头更加适合不锈钢的钻削加工。研究结果对提高不锈钢钻削加工效率与加工质量具有重要意义。     

MDT涂层高温滑动摩擦特性试验研究

针对TiAlN涂层刀具的耐磨性,以镍铬合金为摩擦副,利用MS-W6000型高温摩擦试验机研究了劈裂电弧(MDT)和传统电弧离子镀两种涂层工艺制备的TiAlN涂层的摩擦磨损性能。试验结果表明:在室温下,传统电弧离子镀涂层的摩擦性能较差;在高温下,两种涂层的摩擦性能相近,但MDT涂层的稳定性更好。     

TiAlN纳米复合涂层的技术进展

综合介绍了国内外TiAlN涂层技术的发展现状和TiAlN涂层的性能特点、PCD制备工艺以及今后的发展趋势和研究方向;重点评述了高Al含量TiAlN超硬涂层、异质多层膜纳米复合TiAlN涂层和多元合金增强涂层技术的最新进展;指出了TiAlN涂层刀具在精密模具和汽车零部件加工中的重要作用。     

钛合金TC21车削用TiAlN涂层刀具耐用度试验研究

TC21是我国自行研制的第一个具有独立自主知识产权的高强高韧损伤容限型钛合金,广泛地使用在航空航天等领域;TiAlN涂层刀具广泛地应用于各种材料的切削加工。使用TiAlN涂层刀具进行了钛合金TC21的车削试验研究,通过单因素试验法研究了不同冷却条件、刀尖圆角半径和切削参数条件下的刀具耐用度情况,分析总结出后刀面的边界磨损和碎断破损是刀具主要的两种宏观失效形态,为TiAlN涂层刀具在钛合金TC21切削加工的推广提供了参考依据。     

TiAlN涂层与TiCN涂层硬质合金刀具性能对比

利用TiAlN涂层与TiCN涂层硬质合金刀具对模具钢进行切削,探讨其切削性能.通过多次试验,将TiAlN涂层与TiCN涂层硬质合金刀具的使用寿命作了比较.研究结果表明,TiAlN涂层刀具在提高工件切削性能方面效果是显著的,并大幅提高了刀具的耐用度.     

涂层刀具高速切削GH2132铁基高温合金加工表面变质层研究

加工表面变质层结构对零件使用性能起到重要作用,采用TiN/TiCN/TiAlN涂层硬质合金刀具对GH2132铁基高温合金进行高速切削试验,分析其加工表面变质层结构特征及形成机理。结果表明：经过涂层刀具高速加工的GH2132铁基高温合金表面变质层由白层和暗层组成,随着切削参数增加,加工表面塑性变形增大,晶粒细化,致使白层厚度增大;在加工表面微观结构电子背散射衍射(EBSD)分析中发现孪晶的存在,随着切削速度的提高,孪晶的数量增加,诱导材料组织发生相变,材料组织在转化过程中晶粒被拉长,促进塑性变形,从而引起加工表面组织再结晶。     

新型涂层刀具切削高温合金GH2132的试验研究

采用新型涂层硬质合金刀具对高温合金GH2132进行车削刀具磨损和刀具耐用度的试验研究,并且建立了T-v方程。试验结果表明,新型涂层刀具适合GH2132的切削加工,进而为提高切削速度和加工效率提供了参考数据。     

不同涂层刀具切削淬硬H13钢加工性能研究

为了研究不同涂层刀具切削淬硬H13钢的切削性能,进行了多层Ti化合物涂层、TiAlN涂层以及MTTiCN厚Al_2O_3TiN涂层材料刀具车削加工淬硬H13钢试验,分析了不同的涂层材料刀具与切削力、切削温度、涂层刀具磨损以及刀具寿命的关系。研究得出:多层Ti化合物涂层刀具受到三个方向的力都大于其它两种涂层的刀具,而且切削温度最高;用TiAlN涂层刀具切削时温度最低;切削过程中三种刀具后刀面磨损程度不同,发现多层Ti化合物涂层刀具磨损最为严重,寿命最短;MT-TiCN厚Al_2O_3Ti N涂层材料刀具比多层Ti化合物涂层刀具寿命长30%;TiAlN涂层刀具的切削寿命最长比多层Ti化合物涂层刀具寿命长45%。     

Tribological evaluation of TiN and TiAlN coated PM-HSS gear cutter when machining 19MnCr5 steel

Two PVD coated powder metallurgy high speed steel (PM-HSS) gear cutters were investigated when machining helical gears made from AISI 19MnCr5 steel with hardness between 140 and 180 HV. Machining trials were carried out with gear cutters coated with TiAlN (nano layers) and TiN (mono layer). Crater and flank wears were measured and analysed after all the machining trials. Analyses of the worn tools show that the TiAlN coated gear cutter performed better than the TiN coated gear cutter. This can be attributed to its nano layers and the higher hardness of the TiAlN coating. The dominant tool wear mechanisms were adhesion, abrasion, delaminating of the coating layer and chipping of the cutting edge.     

硬质合金铣刀涂层性能的试验研究

针对涂层材料改善刀具切削性能这一问题,本文采用常速试验和高速试验的方法,对比分析了七种涂层材料对铣刀切削性能的改善程度。试验结果表明:涂层性能优越与否与切削速度有很大关系,AlCrN和TiAlCN涂层铣刀更适合高速切削;而AlTiN涂层铣刀不适合高速切削;TiN涂层铣刀无论在常速和高速切削时性能均表现不佳,高速切削时磨损相对更快;CrN+TiN复合涂层抗氧化能力较好,但抗磨能力相对较差。     

基于HSM的氮铝钛涂层刀具切削性能的研究

通过对TiAlN涂层硬质合金刀具在淬硬模具钢高速数控切削中的切削力、刀具磨损及加工策略的分析,为模具材料的高速数控加工提供了实用依据。     

新型TiAlN涂层铣刀的高速切削性能

分析了新型TiAlN涂层铣刀的高速切削性能 ,介绍了圆弧铣槽和螺旋铣孔两种高效铣削方法。     

离子镀TiAlN工具涂层的微结构与切削性能

研究并比较了TiAlN和TiN涂层的成分、微结构、力学性能与抗氧化性及涂层铣刀的高速切削性能和涂层钻头的切削性能。结果表明,TiAlN和TiN涂层同为单相的NaCl型结构,并都呈现择优取向的柱状晶,TiAlN涂层的硬度远高于TiN涂层的硬度,TiAlN涂层的抗氧化温度明显高于TiN涂层的抗氧化温度。在高速铣削条件下,TiAlN涂层铣刀的后刀面磨损速率仅为TiN涂层铣刀的约四分之一。在钻孔数相同时TiAlN涂层钻头的磨损量也显著低于TiN涂层钻头。TiAlN涂层刀具的使用寿命显著高于TiN涂层刀具。     

TiAlN涂层刀具高速铣削淬硬模具钢时磨损规律与寿命的研究

基于涂层刀具的摩擦学机理,通过干铣削、水溶性切削液、空气油雾、氮气油雾介质下淬硬模具钢高速铣削磨损试验的研究,得出氮铝钛（TiAlN）涂层刀具高速铣削淬硬模具钢时的磨损规律与寿命。     

钛合金零件高速铣削刀具磨损的试验研究

高速铣削钛合金时,由于切削区内的切削温度高,加剧了刀具的磨损。通过对钛合金TC4的高速铣削实验,得出带TiA lN涂层的硬质合金刀具切削钛合金TC4时的刀具磨损的变化规律和刀具耐用度公式。通过对刀具磨损特性的分析,研究结果主要是刀具表面层的粘结相Co在高温下丧失对WC颗粒的结合强度,磨损机理以高温下的粘结层撕裂磨损为主。     

金刚石厚膜端铣刀的试验研究

对金刚石厚膜和PCD复合片的显微组织进行了对比分析 ,用优化设计的金刚石厚膜和PCD端铣刀进行了切削试验 ,证明金刚石厚膜端铣刀可实现“以铣代磨”超精镜面加工     

MATHEMATICAL MODEL OF NC MACHINING NONCONVENTIONAL MILLING CUTTERS-FORMING METHOD OF RAKE FACES

ＭＡＴＨＥＭＡＴＩＣＡＬＭＯＤＥＬＯＦＮＣＭＡＣＨＩＮＩＮＧＮＯＮＣＯＮＶＥＮＴＩＯＮＡＬＭＩＬＬＩＮＧＣＵＴＴＥＲＳ－ＦＯＲＭＩＮＧＭＥＴＨＯＤＯＦＲＡＫＥＦＡＣＥＳＳｈｅｎＱｉａｎ，ＷａｎｇＭｉｎＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａ...     

Experimental investigation of top burr formation in high-speed micro-end milling of titanium alloy

ABSTRACT

Superalloys with burr-free parts are most preferably used in biomedical, aerospace, marine and automotive applications. In order to reduce the global pollution content, industries strive to execute stringent green manufacturing technologies. There is a need to investigate the different available tools in high-speed micro-milling process to achieve desired burr free with good surface finish on super alloys without using traditional coolants. In machining of titanium and its alloys, because of low thermal conductivity and reactivity with tool materials instigate the burr formation on work material and lowers the tool performance. The main objective of this article is to investigate the top burr formation in high-speed micro-end milling of alpha + beta-titanium alloy-grade 23 ELI (Ti-6Al-4V) under dry cutting conditions using Uncoated and physical vapor deposition coated AlTiN, TiAlN tungsten carbide end mills. Machining performance of the three cutting tools was compared. From the comparison of cutting tools for machining titanium alloy-grade 23, it is found that coated TiAlN tools produce less burr formation than coated AlTiN and uncoated tungsten carbide tools.