近α高溫鈦合金B(yǎng)Ti6431S高速車削刀具磨損行為特性研究.pdf

1、隨著航空工業(yè)的快速發(fā)展，對材料的耐高溫性能提出了更高的要求。BTi6431S是一種最新研制的近α高溫鈦合金，其在600℃的環(huán)境下仍然具有很高的屈服強(qiáng)度和抗蠕變性能，在航空航天領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用前景。但鈦合金屬于典型的難加工材料，目前絕大多數(shù)研究都是對Ti6Al4V合金進(jìn)行的，還沒有看到關(guān)于近α鈦合金切削性能研究的文獻(xiàn)。因此，本文對近α鈦合金B(yǎng)Ti6431S進(jìn)行了高速車削實驗，對鈦合金B(yǎng)Ti6431S的切屑形貌特征、切削力、刀具磨損機(jī)理等

2、進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。
　　通過分析鈦合金B(yǎng)Ti6431S的切屑形貌，發(fā)現(xiàn)鈦合金B(yǎng)Ti6431S的切屑形貌為典型的鋸齒形切屑，隨著切削速度的增加鋸齒的齒高增大，頻率增加，鋸齒狀變得更加顯著。對切屑的幾何特征進(jìn)行測量和分析，發(fā)現(xiàn)當(dāng)切削速度和進(jìn)給量增加時，切削比變大，剪切帶傾角減小，鋸齒化程度增大，且鈦合金B(yǎng)Ti6431S切屑的鋸齒化程度顯著高于Ti6Al4V合金。此外，還對切屑的絕熱剪切帶微觀結(jié)構(gòu)演化過程進(jìn)行了分析，發(fā)現(xiàn)隨著速度的增加，

3、剪切帶由變形帶逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變帶。
　　對切削力的變化規(guī)律進(jìn)行分析。結(jié)果表明切削力隨著切削速度或進(jìn)給量的增加而增加，切削參數(shù)的變化對主切削力Fy的影響最大，F(xiàn)x和Fz較小。此外，刀具磨損使平均切削力逐漸增大，切削力的波動范圍增加。且發(fā)現(xiàn)切削鈦合金B(yǎng)Ti6431S的切削力明顯大于切削鈦合金Ti6Al4V的切削力。
　　對刀具磨損形態(tài)進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)在切削鈦合金B(yǎng)Ti6431S時，刀具切削刃崩碎現(xiàn)象比切削鈦合金Ti6Al4V嚴(yán)重

4、。利用SEM和EDS觀察分析，發(fā)現(xiàn)切削刃口附近區(qū)域含有Ti、Al、Sn等工件材料的元素，沒有Co和W元素，磨損區(qū)域邊界含有O元素，這說明了刀具磨損是粘結(jié)、氧化和擴(kuò)散共同作用下產(chǎn)生的結(jié)果。另外，在相同的切削長度下，當(dāng)切削速度為90m/min時，切削鈦合金B(yǎng)Ti6431S刀具后刀面的磨損量為0.317mm，而切削鈦合金Ti6Al4V刀具后刀面的磨損量為0.187mm，這表明了切削鈦合金B(yǎng)Ti6431S時刀具磨損更為嚴(yán)重。
　　通過分析