熱處理工藝參數(shù)對等溫淬火球墨鑄鐵切削加工性能影響的研究.pdf

1、等溫淬火球墨鑄鐵(Austempered Ductile Iron,簡稱ADI)是一種新型球鐵材料,因具有強硬度高、塑韌性好、綜合性能優(yōu)良等特點被廣泛地應(yīng)用到航天、船舶、車輛和重工業(yè)領(lǐng)域,并產(chǎn)生了顯著的經(jīng)濟和社會效益。ADI優(yōu)異的綜合力學(xué)性能歸功于對球墨鑄鐵所采用的等溫淬火熱處理工藝,尤其是等溫淬火溫度和等溫淬火時間對其性能的影響。但是,在材料性能得到顯著提升的同時,熱處理過程也導(dǎo)致了切削加工過程中加工難的問題,如刀具刃口受到更高的應(yīng)力

2、,刀面因與高硬度、高耐磨性切屑摩擦導(dǎo)致磨損更大,嚴重影響ADI材料產(chǎn)品在更多領(lǐng)域的廣泛應(yīng)用(這種情況在我國尤為嚴重)。
　　 本研究結(jié)合國內(nèi)外ADI研究現(xiàn)狀選定奧氏體化溫度為900℃、奧氏體化時間為1.5h,針對等溫淬火溫度為250℃、300℃、350℃、淬火時間是1、2、3h,并在美國Applied Process熱處理公司采用“單一溫度等溫淬火”工藝對水平連鑄球鐵進行熱處理得到九組不同性能ADI材料,其力學(xué)性能達到標準等級A

3、STM2～ASTM4,測定各組.ADI材料力學(xué)性能,并分析和比較其金相組織。本研究選用Sandvik公司生產(chǎn)陶瓷CC6050、立方氮化硼CB7025和硬質(zhì)合金GC2025切削刀具對各組ADI材料進行干式精車切削實驗,首次全面系統(tǒng)地分析等溫淬火溫度和淬火時間對ADI材料切削加工過程中切削刀具磨損--切削力--表面粗糙度的影響,為以后ADI材料的制備提供科學(xué)熱處理參數(shù)依據(jù),為ADI材料的切削加工提供合理的切削用量。主要研究內(nèi)容如下：

4、　　 ⑴采用三種切削刀具分別車削加工九組ADI材料,記錄切削加工過程中刀具后刀面磨損變化,分析淬火溫度和時間、刀具材料對后刀面磨損的影響；采用S-4700掃描電鏡觀察切削加工后各切削刀具的刀面磨損形貌(前刀面和后刀面),分析各切削刀具的磨損機理,并介紹一種基于小波理論的超聲刀具磨損監(jiān)測方案。
　　 ⑵在切削加工過程中采用Kistler測力系統(tǒng)測量不同切削刀具切削各組ADI材料的切削力的變化,分析淬火溫度和時間、切削刀具、加工硬

5、化層對切削力的影響；采用正交實驗探討切削用量三因素對切削力影響的顯著性,并采用單因素法分別分析各切削用量對切削力的影響,觀測切屑形態(tài)隨切削用量的變化。
　　 ⑶采用2205型表面粗糙度測量儀測量各切削刀具加工后工件的表面粗糙度,分析淬火溫度和時間、切削刀具材料和切削用量三要素對工件表面粗糙度的影響。
　　 ⑷采用微粒群優(yōu)化算法建立切削力和工件表面粗糙度隨切削用量變化的預(yù)測模型；采用Matlab Fuzzy Logic模糊