变密度微织构自润滑刀具提升纯铁材料切削性能

"变密度微织构自润滑刀具切削纯铁材料的试验研究" 本文是一篇首发论文，由孙加林、周咏辉、邓建新和赵军等人共同完成，研究的重点在于解决纯铁材料加工中的刀具快速磨损问题。在纯铁材料的加工过程中，刀具磨损是主要的挑战，而润滑剂的有效应用可以显著改善刀屑接触面的摩擦状况，减轻刀具磨损，从而提高工件的加工质量。 研究中，作者利用激光微制造技术在硬质合金刀具的前刀面上创建了微织构。这些微织构起到了润滑剂储存空间的作用，能够帮助润滑剂迅速覆盖到刀屑接触面上。文章介绍了两种类型的微织构刀具：一是均匀密度微沟槽自润滑刀具（GT），其特征是整个刀具表面具有相同密度的微米级沟槽；二是变密度微沟槽自润滑刀具（VGT），在刀尖附近区域设计有高密度的微沟槽，远离刀尖区域则采用低密度设计，这种设计旨在根据切削条件提供差异化的润滑效果。 实验部分，研究人员在数控车床上对纯铁材料进行了干切削试验，对比了微织构自润滑刀具（包括GT和VGT）与传统硬质合金车刀（CT）的切削性能。结果显示，微织构的存在可以在润滑条件下显著降低刀屑间的摩擦，减少切削力和切削温度，对于纯铁材料加工中的粘结现象也有改善作用。特别地，变密度微沟槽自润滑刀具（VGT）由于其在刀尖区域的高密度微织构设计，表现出更优的切削性能，这表明变密度设计能够更好地适应切削过程中的变化，提供更有效的润滑策略。 总结而言，这项研究揭示了变密度微织构在自润滑刀具设计中的优势，为纯铁材料的高效、低损耗加工提供了新的解决方案。通过激光微制造技术和润滑剂的应用，可以显著改善刀具寿命和加工质量，对于工业生产中的纯铁材料加工具有重要的理论和实践意义。此外，这一研究还为未来开发更多优化的自润滑刀具设计提供了理论依据和技术参考。