固体润滑剂涂层砂轮磨削钛合金的试验研究

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钛合金比强度高,耐热性、抗腐蚀性能良好,作为结构材料在航空航天工业中得到广泛应用。磨削是航空钛合金加工中的一道重要工序。由于钛合金的热导率低、弹性模量小、化学活性高,磨削时工件表面容易烧伤,因此钛合金加工常常使用冷却液。冷却液的使用带来了环境污染的问题。本文提出了用固体润滑剂代替液态冷却液的思路,研制了两种固体润滑剂涂层砂轮并对其磨削钛合金的性能进行了评价。   本文完成的主要研究工作包括:   (1)将石墨和六方氮化硼分别和粘结剂确定适宜浓度比例,制备了固体润滑剂涂层砂轮。利用三维视频显微镜观察、分析了砂轮磨削后的表面微观形貌。分析发现:涂层砂轮磨削后粘附磨屑数量远少于碳化硅砂轮的粘附磨屑数量。   (2)采用夹丝半人工热电偶法进行了钛合金磨削温度试验研究。研究得出了不同磨削用量(Vs、ap、Vw)对磨削温度的影响。分析表明:在相同的磨削用量下,干磨削时涂层砂轮的磨削温度要低于碳化硅砂轮的磨削温度。磨削深度为0.02mm时,涂层砂轮的磨削温度为350℃。   (3)研究了钛合金的磨削表面完整性。研究表明:使用涂层砂轮磨削钛合金时,磨削深度为0.02mm时的加工表面粗糙度值Ra为0.70μm;表面层微观组织与基体组织相比较无明显变化;表面层没有发生明显的加工硬化。
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