YG8硬质合金织构刀具SiCp/Al复合材料切削性能研究

发布日期：2021-11-12

研究背景

SiCp/Al复合材料由Al基体与SiC颗粒组成。由于SiC颗粒硬度高，Al基体的塑性大会使其加工存在刀具磨损严重，表面质量差等问题。故其精密加工是一个挑战。本文设计不同参数的织构刀具对SiCp/Al复合材料的切削性能进行研究，并与无织构刀具进行对比。结果表明，微坑织构刀具可有效减小切削力，刀-屑接触长度以及刀具磨损。而且微坑织构刀具表面抗粘结性也有所提升。对于工件而言，通过调整织构参数也可见效表面粗糙度与残余应力。

内容简介

该研究工作主要受到吉林省科技厅研发项目(No.20190302076GX)资助。

通过纳秒激光对YG8硬质合金织构刀具进行制备。微坑织构直径约为5μm，深度约为30μm。制备不同间距的微坑阵列织构刀具进行切削实验。织构刀具的切削力可以降低5%-13%，且微坑纹理刀具的切削稳定性较好刀具与切屑间的接触长度可降低9%-39%，表面抗粘结性明显增强。当纹理间距为100μm时，表面粗糙度最小(0.4μm)，在纹理间距为80μm时，残余应力可减小至15MPa左右。这些性能的提升表明织构刀具具有广泛的应用前景。

图文导读

图1 (a) 织构微坑直径，(b) 微坑深度，(c) 微坑织构与主切削刃距离

图2 十次切割后无织构刀具与织构刀具表面的SEM图：(a) 无织构刀具，(b) 微坑间距为100μm，(c)80μm，(d)60μm，(e)40μm，(f)20μm

图3 无织构刀具与织构刀具切削力与表面粗糙度

图4 无织构刀具与织构刀具表面残余应力

（供稿：王旭   审核：翟昌太）