硬质合金涂层刀具在SiCp/Al复合材料铣削中的磨损特性与优化

本文主要探讨了硬质合金涂层刀具在铣削SiCp/Al复合材料时的刀具磨损特性。SiCp/Al复合材料因其含有大量的硬质碳化硅颗粒，导致其切削性能相对较差，因此如何高效、高速地对其进行加工是一个挑战。研究者选取硬质合金涂层刀具，针对体积分数为20%的SiCp/Al复合材料进行了面铣实验，通过对单个因素（切削速度、进给量和轴向切削深度）进行深入分析，旨在揭示这些参数对刀具前刀面和后刀面磨损过程的影响，以及刀具磨损的发展规律。 实验结果显示，在精加工过程中，随着切削速度和轴向切深的增加，刀具磨损现象加剧；相反，进给量的增大则会降低磨损程度。具体来说，刀尖在初始阶段与工件表面呈凸圆弧面接触，随后变为凹圆弧面接触，最终转变为平面接触，这反映了刀具表面形状的变化过程。硬质合金涂层刀具的主要失效模式是后刀面的耕犁磨损，即刀具在切削过程中，后刀面遭受的磨损最为严重，其中最大磨损量VBmax超过了0.6毫米。造成这种磨损的主要机制包括磨粒磨损和涂层剥落。 此外，文章强调了刀具磨损与加工参数之间的紧密关系，这对于优化刀具设计、选择合适的切削条件以及预测刀具寿命具有重要意义。关键词包括SiCp/Al复合材料、刀具磨损、铣削和硬质合金涂层刀具。该研究不仅对硬质合金涂层刀具在SiCp/Al复合材料加工中的应用提供了理论依据，也为提高这类复合材料的加工效率和刀具耐用性提供了实用指导。