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在现代化机械加工业中,绿色制造是人类社会实现可持续发展和循环经济的重要体现,其中,采用固体润滑涂层技术进行的干切削是绿色制造的重要途径之一。课题研究了立方氮化硼(CBN)复合固体润滑涂层的制备及性能,为提高刀具的耐磨性和耐热性提供了理论依据,以实现绿色切削为目标。该研究以摩擦化学、金属切削理论、材料表面科学等理论为指导,通过MG-2000高速高温摩擦磨损试验机对CBN固体涂层的摩擦学性能进行了研究,对CBN固体涂层的涂覆工艺进行了改进,优化了CBN、WS2、MoS2、Sb2O3构成的复合固体润滑涂层的配比。借助于电镜和能谱仪,对CBN复合固体润滑涂层进行了表面形貌分析,用DEFORM软件对该涂层进行了切削仿真,并通过切削试验验证了仿真结果。试验结果表明,改进后的涂覆工艺能提高涂层表面质量,使涂层在试件上粘连更加牢固。CBN复合固体润滑涂层有较高的耐热性和耐磨性,细颗粒CBN比粗颗粒CBN摩擦系数低;由CBN、WS2、MoS2、Sb2O3构成的复合固体润滑涂层性能优于单一CBN固体涂层,当质量比为CBN:WS2:MoS2:Sb2O3=3:2:2:1时,涂层耐磨性能最优。电镜和能谱分析结果表明,在500℃下,涂有CBN复合固体润滑涂层的试件在试验机上对磨15分钟后,表面依然存在固体涂层物质,说明该涂层热稳定性较好。在切削试验中,将该涂层涂覆于刀具后能减小切削力和降低切削温度,试验结果与计算机仿真所得数据较为吻合。结果表明,计算机仿真的结果具有合理性。综上所述,CBN复合固体润滑涂层具有优良的减摩抗磨性能,能减少刀具的磨损,提高刀具的寿命和切削效率,对于刀具切削性能的提高有重要的意义。