【摘 要】
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钛合金以其良好的耐热性、耐腐蚀性能,以及优异的力学性能等,广泛应用于航空航天、医疗、化学等工业。然而,作为一种典型的难加工材料,过快的刀具磨损严重制约了其切削加工效
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钛合金以其良好的耐热性、耐腐蚀性能,以及优异的力学性能等,广泛应用于航空航天、医疗、化学等工业。然而,作为一种典型的难加工材料,过快的刀具磨损严重制约了其切削加工效率的提高。本文以钛合金TC4为研究对象,研究了不同冷却润滑条件和不同热电回路状态下硬质合金高速切削钛合金过程中的摩擦磨损现象。主要研究工作包括:1.进行了不同冷却润滑条件下的WC-Co/TC4材料副摩擦磨损试验,并对比分析了干摩擦、冷风、静电、MQL和低温MQL的作用效果和作用机理,得出了静电、MQL和低温MQL条件下可以明显减小摩擦副摩擦系数、硬质合金材料磨损量和钛合金摩擦表面粗糙度的结论。2.通过对硬质合金摩擦表面微观形貌的观察和EDX分析,静电条件下具有减摩抗磨的作用是因为摩擦区域存在足够的氧离子使得摩擦表面生成稳定吸附氧化膜的机率较高,有效阻止了材料间的粘结;MQL和低温MQL条件下雾化的油粒子较易到达摩擦表面并形成吸附油膜,起到减摩抗磨的作用。3.进行了短接、断路和外加正反向电压这几种热电回路状态下的WC-Co/TC4材料副摩擦磨损试验,通过对比分析摩擦副的摩擦系数、磨损量以及硬质合金的磨损机理、钛合金摩擦表面的粗糙度,研究了热电流对于摩擦副摩擦磨损性能的影响,结果表明:热电流有促进摩擦副材料间粘结的作用。4.通过干切削、冷风、静电、MQL、低温MQL和断开热电回路这几种条件下的高速车削钛合金TC4的刀具磨损试验,研究了冷却润滑条件和热电回路断路对于前刀面摩擦系数、刀具磨损和已加工表面粗糙度的影响,观测并分析了车刀的宏观磨损特征及微观磨损机理,揭示出静电、MQL、低温MQL、断开热电回路能够有效地抑制刀具磨损。
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