基于FEM的纳米TiN改性金属陶瓷刀具的切削性能研究
金属陶瓷刀具高速切削钛合金试验研究
刀片型号
ＴＮＧＮ １６０４０８
刀片工作角度 刀杆型号
γ０（°） α０（°） кｒ（°） к′ｒ（°） λｓ（°）
ＣＴＧＮＲ ２５２５Ｍ１６０４
９１ ２９
ＣＮＧＮ
ＣＣＬＮＲ
１２０４０８ ２５２５Ｍ１２０４
９５ ５
－６ ６
－６
ＳＮＧＮ
ＣＳＤＮＮ
１２０４０８ ２５２５Ｍ１２０４
４５ ４５
ＲＮＧＮ
ＣＲＤＮＮ
８
工具技术
金属陶瓷刀具高速切削钛合金试验研究
王哲，刘癑，邹斌
山东大学机械工程学院；高效洁净机械制造教育部重点实验室； 机械工程国家级实验教学示范中心
摘要：采用自主研发的 Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷刀具对 ＴＣ４钛合金（Ｔｉ６Ａｌ４Ｖ）进行了高速车削试验。从切削力、
工件已加工表面质量和刀具寿命等方面分析了 Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷刀具加工 ＴＣ４钛合金的切削性能。通过扫描
三角 形
几何角度
εｒ Ｄ
Ｓ Ｒε
（°） （ｍｍ）（ｍｍ）（ｍｍ）
倒棱
６０ ９．５３
Ｔｉ（Ｃ７Ｎ３） ／ＷＣ／ＴａＣ
ＣＮＧＮ １２０４０８
ＳＮＧＮ １２０４０８
菱形 方形
８０ １２．７０
０．８０
４．７６
Ｔ０２０２０
９０ １２．７０
ＲＮＧＮ １２０７００
圆形
－ １２．７０
－
表 ２ 试验刀具刀杆型号及刀片工作角度
电子显微镜（ＳＥＭ）观察和能量分散光谱（ＥＤＳ）扫描分析，研究了不同几何形状的 Ｔｉ（Ｃ，Ｎ）基金属陶瓷刀片高速车
削 ＴＣ４钛合金的失效形态及失效机理。
关键词：金属陶瓷刀具；钛合金；几何形状；切削性能
纳米TiN改性TiC基金属陶瓷可转位刀片研究
纳米 ＴＮ粉 ， ｉ 就是 出于这样 的设 想 ， 这对 于作 为刀具 材
料 的金属 陶瓷来说 具有 重要意义 。
ｌ 纳 米 ＴＮ 改 性 对 ＴＣ 基 金 属 陶 瓷 力 学性 能 ｉ ｉ
的影 响
采用粉末 冶金 的方 法制取金 属 陶瓷 纳米 ＴＮ粉 ｉ 末经 超声分 散后加 入到 混合粉末 中去进 行 湿磨一 干燥
维普资讯
纳米 ＴＮ 改 性 ＴＣ基 金 属 陶 瓷可 转 位 刀 片研 究 ｉ ｉ
Ｒｅ ｅ ｒｈ ｏ Ｃ ｔｌ ｒ ｍｉ Ｔ ｍａ ｌ ｏ ｌ ｔＭｏ ｉ ｄ Ｔ ｒ ｕ ｈ Ａ ｄｎ ａ ｏ１ Ｎ ｓ ａｃ ｎＴｉ Ｍｅａ ａ ｃ ｕ ｂｅ Ｔ ｏ ｄｆ ｈ ｏ ｇ ｄ ｉｇ Ｎ ｎ １ Ｃｅ Ｂｉ ｉ ｅ
Ｔ ｉ Ｎ都提高了材料的耐腐蚀性和化学稳定性 。由上可 知 ， 米 ＴＮ改 性 ＴＣ金 属 陶瓷 刀具 具 有很 好 的综台 纳 ｉ ｉ
切削性 能 。
３ 切 削性能研究
用 自制 的纳米 ＴＮ改 性 的 ＴＣ基金 属 陶瓷可 转 位 ｉ ｉ
要是 Ｍ、 ＿ ｎ还有部 分 的 Ｎ、 ） Ｃ 的溶 解 度较 大 ， 加上 纳 米 颗粒 的高表面 能和 高 表面 活 性 ， 以认 为在 烧结 后 残 可 留不 多 ， 因此起 强韧 作用不 大 同时由于其造 成孔 隙 、 杂质 等负面影 响 ， 可能 导 致 材料 的硬 度 下 降。 当纳 米 ＴＮ添加 重量逐 渐增 加 时 ， 料 中实 际存在 的纳 米 ＴＮ ｉ 材 ｉ 颗粒 不断增 多 ， 强韧 的效 果也 逐 渐 体 现 出来 了。 当 其 纳米 ＴＮ添 加 重量 大 于 ６ ｉ ％时 ， 裂 韧 性 和硬 度下 降 断 而强 度上 升 ， 是由 于 ＴＮ在 ＴＣ基金 属 陶瓷 中 ， ｉ ｉ 可能 与 ＴＣ、ｉＭ 形成 固溶 体 （ 、 ｉＭ ） Ｃ、 覆 于 ＴＮ或 ｉ Ｎ、ｏ Ｎ 、 ｏ （ Ｎ） ｉ ＴＣ的表 面 ， ｉ 即所谓 的“ｓ 相 ； 可 能 残 留下 来作 为硬 ｓ” 也 质相 。 当它形 成 ｓ 相 时 ， 以阻止 硬度 相颗粒 和粘 结 － Ｓ 可 相之 间各元 素 的 扩 散 ， 到 细化 晶粒 的作 用 。但 ＴＮ 起 ｉ 本身 的硬度较 ＴＣ低 ， ｉ 而且 在较 高 的 温 度 下 易分 解 产 生氮气 ， 以在纳 米 ＴＮ添 加 量较 大 时 ， 度 、 裂 韧 所 ｉ 强 断 性 和硬度均 有下 降现象 。
11、TiN纳米颗粒增强(Ti,W,Mo)C@TiC-Ni金属陶瓷刀具的制备
TiN纳米颗粒增强(Ti,W,Mo)C@TiC-Ni金属陶瓷刀具的制备韩成良赵娣芳丁明(合肥学院化学与材料工程系合肥230022)摘要采用快速等离子体烧结技术成功制备出了TiN纳米颗粒增强TiC基新型金属陶瓷刀具。
初步分析和研究结果表明，适量添加的TiN纳米颗粒将分布于(Ti,W,Mo)C@TiC复合陶瓷相的晶界处，起到了细化陶瓷相晶粒和强化晶界联接双重作用，大大提高了基体强度和耐磨性能。
因此，TiN纳米颗粒添加能有效提高金属陶瓷刀具材料的力学性能，可望用于机械加工切削刀具制造。
关键词金属陶瓷刀具；TiN纳米颗粒；显微组织；快速等离子体烧结1 引言TiC基金属陶瓷是在WC-Co基硬质合金基础上发展起来的一种新型颗粒型复合材料，由于它具有硬度高、耐磨性及导热性好等优良综合性能，因而可被用作工具材料[1-2]。
70年材料研究学者发现，含N2的金属陶瓷有着更优良的综合性能[2]。
然而，随着机械工业的飞速发展，对用于切削加工的陶瓷和金属陶瓷刀具材料的性能提出了更高的要求，原有体系的金属陶瓷仍旧脆性很高，用作切削刀具加工零件时多数发生崩刃现象[3]。
为了使刀具材料发展能跟上切削加工发展步伐，人们采用了多种措施来提高和改善刀具材料的脆性性能。
其中，90年代，材料研究学者将纳米级陶瓷颗粒作为弥散相引入微米级陶瓷基体中制得的纳米-微米复相陶瓷，取得了明显的增强增韧效果，一改往日颗粒补强增韧这一不级纤维、晶须补强的情况，为陶瓷领域研究的一个热点[4]。
本文采用快速等离子体结技术制备TiN纳米颗粒增强TiC基金属陶瓷刀具，研究了其显微组织结构特征，为刀具的制备和应用推广作理论指导。
2 实验方法首先，用ZB220-T型超声波对TiN纳米粉进行分散，混料后加入适量无水乙醇并置于QM-1F行星式球磨机上进行球磨24h。
待混合料干燥后，加入一定量的汽油橡胶溶液进行造粒后，在约200MPa压力下模压成形，最后，在1400℃温度下真空快速等离子体烧结1小时。
高性能超细Ti_C_N_金属陶瓷刀具材料的研究
Ti(C，N)基金属陶瓷的主要成分是Ti(C，N)，通常以Co——Ni作为粘结剂，以WC、Mo2C、VC、ZrC、Cr3C2、HfC和AIN等硬质相作为增强相，形成(Ti、V、W、Nb、Zr)(C，N)固溶相，以固溶强化机制强化硬质相。
Ti(C，N)基金属陶瓷的化学成分一般为(质量分数):0.43-0.63Ti(C，N)，0.16-0.21WC，0.2-0.35Co-Ni，0.09-0.2其他碳化物。
TiC和TiN作为构成Ti(C，N)的基础，都属于面心立方点阵的氯化钠型晶体结构，并可按照休莫-罗塞里(Hume-Rothery)法则形成连续固溶体。
TiN的晶格常数比TiC稍小，因此，Ti(C1-x，N x)固溶体的晶格常数随氮含量x的增加而线性减小，通过计算可得出两者之间存在以下关系:a(A)=4.305-0.070X。
在制备Ti(C，N)基金属陶瓷时，既可直接选用TiN与TiC作为原料混合加入，也可以Ti(C，N)固溶体或(W，Ti)(C，N)等复合固溶体的方式加入。
TiN的制备a.Ti或TiH2的直接氮化时Ti十N2——TiNTiH2+N2——TiN十H2b.四氯化钛气相反应氮化TiC14+N2(NH3)——TiN+N2+HCIc.TiO2的碳热还原氮化Ti02+N2+C——TiN+COTi(C,N)的制备a.碳化钛和氮化钛的高温扩散TiC+TiN——Ti(C，N) (l700℃x2h，氮气中)b.钛和碳化钛的高温氮化Ti+TIC+N2——Ti(C，N) (1700℃X2h)c.二氧化钛的碳氮化TiO2+C+N2(气流)——Ti(C，N) (600℃——900℃)d.四氯化钛-胺(或腈)络合物的热分解TiC14+H2NCH2CH2NH2+CC14——络合物——Ti(C，N)+Ce.钛粉在800℃一1400℃下由甲胺-氩混合气体的碳氮化f.钛粉和碳黑的高温自蔓延反应合成(SHS)该工艺采用Ti粉、炭黑和稀释剂为原料，经预处理、混合配料、压型、SHS 合成、筛分破碎制取Ti(C，N)粉末。
切削性能
两种Ti（C，N）基金属陶瓷刀具切削性能的研究摘要：Ti(C．N)基金属陶瓷是本世纪七十年代出现的一种新型工具材料，具有许多优良的性能。
本文用传统的粉末冶金的方法制备了纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具试样和超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具试样，对两种刀具试样进行切削性能实验，对比其性能的优异，为制备性能更优异的金属陶瓷刀具提供理论依据。
关键字：纳米TiN改性TiC基金属陶瓷刀具，超细晶Ti(C，N)基金属陶瓷刀具，切削性能ABSTRACT ：As a new kind of tool material in seventy’s, has many good properties. The cutting and wear behaviors of two kinds of cermets cutters were investigated in this paper，which expects to present theoretical instruction for preparation of high performance cermets cutters and enrich materials design theory．Key words：Nano TiN modified TiC-based cermets cutters，Ultra-fine Ti(C，N)一based ccrmets cutters，Cutting performance1引言Ti（C，N）金属陶瓷刀具是20世纪70年代初发展起来的一种新型材料刀具，由于具有硬度高、耐磨性好、高温力学性能优良和不易与金属发生粘结等特性，广泛应用于难加工材料的切削加工中，并可用于超高速切削、高速干切削和硬材料的切削加工【1】。
由于全球W的价格不断上涨，所以其是代替硬质合金刀具材料的很好选择。
但是也存在抗塑性变形能力、抗崩刃性能差及韧性不好等问题。
微米_纳米复合Ti_C_N_基金属陶瓷刀具切削铸铁的性能研究_徐立强
参考文献[1]宋昌才.新型TiAlN 涂层铣刀的高速切削性能[J ].工具技术,2002(6):14-18.[2]Dolinsek S .Work -harding in the drilling of austenitic stainlesssteels [J ].Materials Processing Technology ,2003,133:63-70.[3]钟平,孙方宏.TiAlN 涂层铣刀铣削9SiCr 钢切削性能试验研究[J ].现代制造工程,2005(2):91-92.[4]杨贵军.新型TiCN 涂层钻头的磨损机理[J ].上海交通大学学报,2005(11).[5]左建华.淬硬钢的铣削加工[J ].新技术新工艺,2001(1):12-14.作者:郭幼丹,硕士,副教授,集美大学工程技术学院,361021福建省厦门市Author :Guo Youdan ,Master ,Ass ociate Profess or ,Jimei Uni -versity ,Xiamen ,Fujian 361021,China基金项目:烟台大学青年基金项目(WL06Z14)收稿日期:2009年1月微米/纳米复合Ti (C ,N )基金属陶瓷刀具切削铸铁的性能研究徐立强1,黄传真2,唐志涛1,石运序1 1烟台大学; 2山东大学摘要:利用热压烧结法制备了微米/纳米复合Ti (C ,N )/Al 2O 3金属陶瓷刀具,对研制的三种金属陶瓷刀具(材料编号J T1-J T3)和YG8硬质合金刀具切削铸铁时的切削性能进行了试验研究。
结果表明,研制的金属陶瓷刀具适合切削铸铁,其切削性能优于YG8,尤其是JT2刀具不但磨损较小,且加工表面质量较好。
分析了刀具的磨损形貌和磨损机理,得出了Ti (C ,N )金属陶瓷刀具的主要磨损机理为后刀面磨粒磨损的结论。
关键词:Ti (C ,N )基金属陶瓷刀具;力学性能;显微结构;铸铁;切削性能;刀具磨损中图分类号:TG71 文献标志码:AStudy on Cutting Performances for Cast Iron with Micron /nanometer Ti (C ,N )-based Cermet Cutting ToolsXu Liqiang ,Huang Chuanzhen ,Tang Zhitao ,Shi YunxuA bstract :Micron /nanometer Ti (C ,N )-based cermet cutting tools were fabricated by hot -pressure sintering technology .An experiment of turning cast iron with three kinds of developed cermet tools (material numbers are JT1-JT3)and YG8cemented carbide tool was carried out to investigate their cutting performances .The res ult indicates that the developed cermet tools are suit -able for cutting cast iron ,and they are superior to YG8in cutting performance .Especially ,the tool wear of JT2is small and the machined surface quality is high .It can be concluded from the tool wear photograph that the main wear mechanis m of Ti (C ,N )tools is abrasive wear on tool flank .Keywords :Ti (C ,N )-based cermet cutting tool ;mechanical property ;microstructure ;cast iron ;cutting performance ;tool wear 1 引言Ti (C ,N )基金属陶瓷具有较高的硬度和高温强度、良好的化学稳定性、极低的摩擦系数、优异的导热性和耐冲击性等综合性能,被广泛用作刀具材料,在国内外切削加工中得到了成功应用[1-3]。
金属陶瓷刀具切削难加工材料时的磨损性能研究
际生产中一般采用钨钴类 （ Ｇ 等） Ｙ ８ 硬质合金 刀具进 行加 工 ， 加 工 效 果 并 不 十 分理 想 ｌ 但 。冷 硬 铸 铁 中
的 Ｃ主要 以 Ｃ等碳 化 物 的形 式存 在 ， 相 当一 部 且 分 以硬质 点 的形 态 分 布 于钢 基 体 中 ， 因此 冷 硬 铸 铁
２ 试 验 方 法
金 属 陶 瓷 刀 片 （ 号 为 Ｓ Ｕ ５ ４６ 的材 料 成 型 Ｎ Ｎ１００ ） 分 为 ５ ＴＣ ＩＴＮ（ 米 粉 ）１ Ｍｏ ０ ｉ Ｃ ｉ 米 ４ Ｉ．Ｏ ｉ 纳 ．５ ． Ｎ． 。ＴＮ纳 ２ １ 粉 由 中 国科 学 院成 都 有 机 化 学 研 究所 生 产 ， 度 为 粒 ３ ０～５ ｎ ０ ｍ。制 备 时 ， 用 Ｚ ２ ０Ｔ超 声 波 仪 对 ＴＮ 先 Ｂ ２一 ｉ 纳米 粉 进 行分 散 ， 料 后 加 人 适 量 无 水 乙醇 并 球 磨 混
１ 引 言
随着机 械 工业 的 发展 ， 多难 加 工 材料 （ 冷 硬 许 如
较 易 崩 刃而 降 低 使 用 寿命 。 因 此 ， 今 国 内 尚 无 切 迄
削加 工 冷 硬铸 铁 的理 想 方 法 。 Ｔ（ Ｎ） 金 属 陶 瓷 因具 有 硬 度 高 、 磨 性 好 、 ｉＣ， 基 耐
ｆ ｅ ｔ ｕ ｅ ｕ ￣ ｏ ｃｒ ｅ ｃｒ ｒｎｃ ｔ ． ｍ ｉ ｔ
Ｋｅ ｙｗｏｒ ｄｓ： ｅｍｅ ， ｃ ｒｅ ， ｗｅ ｒｐ ｒｏｍａ ｃ ｃ ｒ ｔ ｕ ｒ ａ ｆ ｒ ｎ ｅ， ｅ ｔｏ ｉｅ ｓ ａ ｏ ｌｌ ｐ ｎ， ｆ ｄｇｉｕ ｔ－ ｃ ｉ ｅ ｍａｅｉ ｌ ｉ ｃ ｈ—ｏ ｍａ ｈ ｎ ｔｒａ
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８ ｒ 具 技 术
金属 陶瓷 刀具切 削难加 工材料 时 的磨 损 － 研 究 ＊ 眭能
金属陶瓷刀具
金属陶瓷刀具班级：0808302 学号：姓名：切削加工是工业生产中最基本、最普通和最重要的方法之一，它直接影响工业生产的效率、成本和能源消耗。
提高加工效率，将会带来巨大的社会、经济效益。
前北美机械工程师协会主席Hom曾说：“每节省加工工时一分钟，美国就可节省一亿美元”，可见提高加工效率对国民经济具有十分重要的意义。
陶瓷刀具由于高温性能好，其切削速度可比传统刀具提高3—10倍，因而可以在现有的厂房、设备、动力条件下，使产品产量成倍增长，大幅度提高社会生产力。
其次，由于现代科学技术和生产的发展，越来越多地采用超硬难加工工件，以提高机器设备的使用寿命和工作性能。
有资料介绍，难加工材料已超过43%。
这些难加工材料的采用，给制造技术带来很大的困难，传统刀具是难以对付的，往往要采用费时费电的退火加工和磨加工等方法。
新型陶瓷刀具由于有很高的硬度(HRA93—95)，因而可以加工硬度高达HRC65的各类难加工材料，免除退火加工所消耗的电力和时间；可以提高工件的硬度，延长机器设备的使用寿命。
硬质合金刀具大量消耗着W、Co等战略性贵重金属，节约这些资源是各国的基本政策，而广泛采用陶瓷刀具则是有效措施。
因为陶瓷刀具的主要原料Al2O3和SiO2，是地壳中最丰富的成分，是取之不尽，用之不竭的。
一、复合TiCN金属陶瓷刀具近年来发展起来的TiCN金属陶瓷刀具是以碳氮化钛(TiCN)作为耐磨相，金属Mo、Ni作为粘结相，经过高温烧结而成的金属陶瓷刀具材料。
它有很高的抗弯强度(≥1 000 GPa)，和断裂韧性(K Ic≥10 MPa·m1/2)，有较宽的适用范围，适合于普通钢铁材料加工，在精加工和高速铣削钢件时尤为有效。
但是由于晶界上有相当数量的Mo、Ni等金属相，硬度较低(HRA91—92)，高温性能也受到影响，难于胜任高硬难加工材料的加工。
复合TiCN金属陶瓷刀具比复合Si3N4陶瓷刀具有更高的硬度和耐磨性，更适合于淬硬钢、高强度钢的加工；它比复合Al203陶瓷刀具有更高的断裂韧性和抗冲击性，可承受更大的切削深度和进给量。
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ｓｍ ｕｌｔ ｈ ｕｔｉｇ ｐ ｏ ｅ ｓ Ａ ｎ ｂ ａ ｈｅｄ ｍ ｉ ａｉ ｇ ｆ ｒ ｅ ｅ ｐｅ ａｕ ｅ ｗ ｅ ｒ ｐｈ ｏ ｎ Ｔｉ ｍ ｏ ｉ ｉ ａ ｅｔ ｅｃ ｔ ｒ ｃ ｓ ． ｎ ｄ ｏ ｔ ｉ ｔ ｏ ｎ ｔ ｏ ｃ ／ｔｍ ｎ ｎ ｒ ｔ ｒ ／ ａ ｇ ａ ｆｎａ ｏ－ Ｎ ｄ － ｒ
Ｈ Ｅ Ｇｕ ｎ — ｈ ｎ ａ ｇｃ ｕ
（ ｉｈ ａ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ａ ｄ Ｂｕ ｉｅｓＣ ｌ ｇ ，Ｃ ｅ ｇ ｕ ６ ８ ０，Ｃ ｉａ Ｓｃ ｕ ｎ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｎ ｓ ｓ ｏｌ ｅ ｈ ｎ ｄ １ ３ ｎ ｅ １ ｈｎ ） Ａｂ ｔａ ｔ ｎ ｔ ｉ ｐａ ｅ， ａ ｏＴｉ ｍｏ ｉｅ Ｃ－ ａｅ ｅｍｅｓｃ ｔ ｒ ｒ ａ ｅ ｓ ｏ ｊｃ ｎ ｅｔ ａｅ ． ｓｒ ｃ ：Ｉ ｈｓ ｐ ｒ ｎ ｎ － Ｎ ｄｆ ｄ Ｔｉ ｂ ｓ ｄ ｃ ｒ ｔ ｕ ｔ ｓ ａｅ ｔｋ ｎ ａ ｂｅｔｉｖ ｓｉ ｔｄ ｉ ｅ ｇ
文章 编号 ：０ １ ２ ６ （ ０ １ ０ ０ ９ １ ０ — ２ ５ ２ １ ） ６— ０ ４—０ ４
基 于 Ｆ Ｍ 的纳 米 ＴＮ改 性 金 属 陶瓷 Ｅ ｉ 刀 的切 削性 能 研 究 具
何 光春
（四川 工 商 职 业 技 术 学 院 ， 都 ６ １ ３ 成 １ ８ ０）
刀具 磨损机 理 。文章 的研 究能 够 为后 期 新 型 刀 具 材料 的研 究 开辟 了新 路 径 ， 以期 到 达 缩 短研 制 周
期 ， 低 成 本 的 目的 。 降
关键 词 ： 限元 ； 有 纳米 ＴＮ改性 ＴＣ基金 属 陶瓷 ； ｉ ｉ 数值模 拟 ； ｒｈ ｒ 损模 型 Ａ ｃａｄ磨
第 ６期 ２１ ０ １年 ６月
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍ ｏ ｌ ｒ Ｍ ａ ｈ ｎｅ Ｔｏ ｌ＆ Ａｕｔ ａ ｉ ａ ｄｕ ａ ｃ ｉ ｏ ｏｍ ｔｃ Ｍ ｎｕｆ ｃ ｕｒｎｇ Ｔபைடு நூலகம் ｈ ｑｕｅ ａ ｔ ｉ ｃ ｎｉ
ＮＯ ６ ．
Ｊ ｎ ０ １ ｕ ．２ １
ｅ ｅ ｅ ｔ ｍ ｏ ｅ ｆ Ｃｏ ｈ ｒ ｆ ＆ Ｌａ ｈ ｍ ｒ ｃ ｕ ｅ ａ ｒ ｈ ｒ ｅ ｒ ｒ ｅ ｌｍ ｎ ｄ ｌｏ ｃ ｃ ｏ ｔ ｔａ ｆａ ｔ ｒ ｎｄ Ａ ｃ ａ ｄ ｗ ａ ｕｌ ．Ａｎ Ｉ Ｉ １ ４ ｓ ｅ １ ｉ ｅ ｏ ｄ Ａ Ｓ ５ ｔ ｅ Ｓ ｕｓ ｄ ｔ ０
摘要： 文章 以 纳米 ＴＮ改性金 属 陶瓷 刀具 作 为研 究对 象。基 于 大 变形 一大应 变、 量理 论 及拉 格 朗 ｉ 增
日算法 ， 建立 了 Ｃ ｃｃｏ ＆ Ｌ ｔａ 断裂分 离及磨 损 准则 的有 限元模 型 ， 对 Ａ Ｓ１４ ｏｋ ｒｆ ｉ ａ ｍ ｈ 并 ＩＩ０ ５钢 进行 切 削加
Ｂａ ｅ ｎ ｌｒｅ ｄ ｆ ｒ ａｉ ｎ ｓｒ ｉ ｎｃ ｅ ｅ ｔｔ ｅ ｒ ｎｄ Ｌａ ｒ ｎ ｉｎ ｅ ｕ ｔｏ ｓ ｄ ｏ ａ ｇ ｅｏ ｍ ｔｏ － ｔａｎ，ｉ ｒ ｍ ｎ ｈ ｏ ｙ ａ ｇａ ｇａ ｑ ａ ｉｎ，ｔ ｓ ａ ｉｈ ｍ ａ ｈｉｉ ｇ ｆ ｔ ｏ ｅ ｔｂｌ ｃ ｎ ｍｉｅ ｓ ｎ
ｌ ｄ ｃ ｒ ｔ ｕ ｔｒ ｂ ｈ ｎ ｉ ｇ ｒ ｋ ｎ ｌ，ｔ ｅ ｓ ｆｅ ｅｍ ｅｓ ｃ ｔｅ ｙ ｃ ａ ｇｎ ａ ｅ ａ ｇｅ ｈ ｉ ｕ ａｅ ｅ ｕｔ ｓ ｃ ｍ ｐａ ａｉ ｅｙ ｎ ｇｅ ｍ ｅ ｔｗ ｉｈ ｒ ｌ－ ｍ ｌｔｄ ｒ ｓ ｌｓ ｉ ｏ ｒ ｔｖ ｌ ｉ ａ ｒ ｅ ｎ ｔ ｅｅ
工 模 拟 。 改 变 刀 具 角 度 ， 到 不 同 角 度 纳 米 Ｔ Ｎ 改 性 金 属 陶 瓷 刀 具 切 削 过 程 中 的 主 切 削 力 、 度 及 得 ｉ 温 后 刀 面 磨 损 变化 曲 线 ， 拟 结 果 与 相 关 切 削理 论 比 较 吻 合 。 结 合 刀 具 磨 损 Ｓ Ｍ 形 貌 ， 模 Ｅ 简要 分 析 了 此
０ 引 言
中 图 分 类 号 ： Ｈ１ ；Ｇ ５ Ｔ ６ Ｔ ６ 文献 标识码 ： Ａ
Ｔｈｅ Ｓｔ ｙ ｏ ａ ｈ ｎｉ ｇ ｏ ａ ｏ－ Ｎ ｏ ｉｉｄ Ｃｅ ｍ ｅ ｓ Ｃｕｔｅ ｓ ｂａ ｅ ｎ ＦＥＭ ｕｄ ｎ Ｍ ｃ ｉ ｎ ｆＮ ｎ Ｔｉ Ｍ ｄ ｆｅ ｒ ｔ ｔｒ ｓｄ ｏ
ｖ ｎｔｍ ａ ｈ ｉ ｇｔ ｅ ｒ ．Ａｎ ｈ ｅ ｅ ｈ ｎｉｍ ｓ ａ ａｙｚ ｄ ｉ ｒｅ ｙ ｃ ｍｂｉｉ ｇ Ｓ ａ ｃ ｉ ｎ ｈ ｏ ｎ ｙ ｄ ｔ ｅ ｗ ａ ｍ ｃ ａ ｓ ｉ ｎ ｌ ｅ ｂ ｉｆｂ ｏ ｒ ｎ ｎｎ ＥＭ ． ｉ ｔ ｄ ａ Ｔｈ ｓｓ ｕ ｙ ｍ ｙ ｂ ｂｌ ｏ ｄｅ ｅｏ ｗ ａ ｏ ｈ ｏ ｉｇ ｎ ｗ ｕ ｔｒ ｍ ａｅ ｉｌ，ｔ ｘ ｃ ｏ ａｍ ｏ ｓ ｏ ｔ ｎ ｒ ｓ ａ ｃ ｅ ｅ ａ ｅ ｔ ｖ ｌｐ ｎｅ ｗ ｙ ｆ ｒ ｔ ｅ ｃ ｍ ｎ ｅ ｃ ｔｅ ｔｒａｓ ｏ ｅ ｐｅ ｔ ｔ ｉ ｔ ｈ ｒｅ ｅ ｅ ｒ ｈ ｄ ｃ ｌ ｎｄ ｌ ｗ ｅ ｈｅ ｃ ｓ ． ｙｃｅ ａ ｏ ｒｔ ｏ ｔ Ｋ ｅ ｒ ｓ：ＦＥＭ ； ｎ — Ｎ ｏ ｉ ｅ Ｃ－ ｓ ｄ ｃ ｒ ｅ ｓ Ｎ ｕ ｅｉａ ｉ ｕａ ｉｎ；Ａ ｒｈａｄ ｍ ｏ ｅ ｙ ｗｏ ｄ ｎａ ｏ Ｔｉ ｍ ｄ ｆ ｄ Ｔｉ ｂａ ｅ ｅｍ ｔ ； ｉ ｍ ｒｃ ｌＳ ｍ ｌｔｏ ｃ ｒ ｄｌ