涂层刀具铣削粉末冶金镍基高温合金试验研究

doi:10.3969/j.issn.1000-565X.2010.08.016

华南理工大学学报（自然科学版） ›› 2010, Vol. 38 ›› Issue (8): 83-88.doi: 10.3969/j.issn.1000-565X.2010.08.016

涂层刀具铣削粉末冶金镍基高温合金试验研究

乔阳^1,2 艾兴^1,2 刘战强^1,2 赵军^1,2

1.山东大学机械工程学院, 山东济南 250061；2.山东大学高效洁净机械制造教育部重点实验室, 山东济南 250061

收稿日期:2009-11-11 修回日期:2010-03-02 出版日期:2010-08-25 发布日期:2010-08-25
通信作者: 乔阳（1984-），男，博士生，主要从事难加工材料高效加工及其刀具材料的研究． E-mail:qiaoyang@mail．sdu．edu．cn
作者简介:乔阳（1984-），男，博士生，主要从事难加工材料高效加工及其刀具材料的研究．
基金资助:
国家“973”计划项目（2009CB724401）

Experimental Investigation into Milling of Nickel-Based Powder Metallurgy Superalloy with Coated Tools

Qiao Yang ^1.2 Ai Xing ^1.2 Liu Zhan-qiang ^1.2 Zhao Jun^1.2

1. School of Mechanical Engineering, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China; 2. Key Laboratory of High Effieieney and Clean Mechanical Manufacture of the Ministry of Education, Shandong University, Jinan 250061, Shandong, China

Received:2009-11-11 Revised:2010-03-02 Online:2010-08-25 Published:2010-08-25
Contact: 乔阳（1984-），男，博士生，主要从事难加工材料高效加工及其刀具材料的研究． E-mail:qiaoyang@mail．sdu．edu．cn
About author:乔阳（1984-），男，博士生，主要从事难加工材料高效加工及其刀具材料的研究．
Supported by:
国家“973”计划项目（2009CB724401）

摘要/Abstract

摘要： 采用涂层硬质合金刀具进行了粉末冶金镍基高温合金的铣削刀具磨损试验，并运用扫描电镜和能谱分析技术分析了刀具的磨、破损形态和磨损机理．采用多因素正交试验对粉末冶金镍基高温合金的铣削力、刀具寿命进行研究，使用最小二乘法等方法和回归分析建立了铣削力、刀具寿命的经验模型．利用等寿命一效率响应曲面法，对干铣粉末冶金镍基高温合金的切削参数进行了优化．结果表明：粘结磨损和磨粒磨损是主要的磨损机理；在不同的切削速度下刀具失效形式不同；建立的铣削力及刀具寿命经验模型高度显著，进给量对铣削力和刀具寿命的影响显著；干铣加工粉末冶金镍基高温合金理想的切削用量为切削速度40～60m／min、轴向切削深度0．15～0．20mm、径向切削深度10～20mm、每齿进给量0．08～0．10mm．

关键词: 镍基粉末冶金, 高温合金, 涂层硬质合金, 刀具, 刀具磨损, 刀具寿命, 铣削力, 切削效率

Abstract:

Milling experiments of nickel-based powder metallurgy superalloy using coated carbide tools were conducted to investigate the wear resistance of the tools, and the corresponding wear morphologies and mechanisms were analyzed by means of SEM and EDS. Then, the milling force and tool life were investigated by multi-factor orthogonal tests, and the corresponding empirical models were established by means of the least squares method and the regression analysis. Finally, the cutting parameters of coated carbide tools for the dry milling of nickel-based powder metallurgy superalloy were optimized based on the tool life-efficiency response surface methodology. The experimental results show that （ 1 ） the wear of the coated carbide tools is mainly abrasive and adhesive ; （2） the failure form of the tools varies with the cutting speed ; （3） the established models of milling force and tool life are highly significant in terms of the effect of the feed ; and （4） the optimal dry milling conditions are as follows ： a cutting speed of 40 -60m/min, a cutting depth of 0. 15 -0. 20mm, a radial cutting depth of 10 -20mm, and a feed of 0.08 - 0. 10 mm per tool.

Key words: nickel-based powder metallurgy, superalloy, coated carbide, cutting tool, tool wear, tool life, force, cutting efficiency

乔阳艾兴刘战强赵军. 涂层刀具铣削粉末冶金镍基高温合金试验研究[J]. 华南理工大学学报（自然科学版）, 2010, 38(8): 83-88.

Qiao Yang Ai Xing Liu Zhan-qiang Zhao Jun . Experimental Investigation into Milling of Nickel-Based Powder Metallurgy Superalloy with Coated Tools[J]. Journal of South China University of Technology (Natural Science Edition), 2010, 38(8): 83-88.

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Experimental Investigation into Milling of Nickel-Based Powder Metallurgy Superalloy with Coated Tools

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