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《河北联合大学》 2013年
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硬质合金刀具化学磨损机理及抑制研究

梁倩倩  
【摘要】:在硬质合金刀具的制作与切削过程中,为了保护硬质合金刀具,会使用切削液。切削液能够起到冲洗、冷却、润滑、防锈的作用,减小刀具磨损。但是切削液中的某些添加剂会使硬质合金中的钴浸出及碳化钨氧化溶解进而浸出,破坏刀具材料结构,加速刀具磨损。 通过浸泡试验,利用电镜扫描仪和能谱分析,研究了三乙醇胺溶液、碳酸钠溶液、硼砂溶液、苯并三氮唑溶液、油酸三乙醇胺溶液和油酸三乙醇胺、苯并三氮唑和硼砂复配溶液对硬质合金刀具中钴和碳化钨的化学磨损机理。实验结果表明:硼砂溶液、苯并三氮唑溶液、油酸三乙醇胺溶液和油酸三乙醇胺、苯并三氮唑和硼砂复合溶液均能对硬质合金中的钴及碳化钨浸出有较好的抑制作用。在150℃时,硬质合金浸泡在硼砂溶液中钴无浸出,钨的浸出率为2.88%。硼砂的作用机理是:硬质合金与硼砂溶液形成的体系发生极化反应,减缓了刀具的腐蚀速度,抑制了硬质合金刀具中钴和钨的浸出;在常温和150℃时,苯并三氮唑溶液对硬质合金中钴无浸出作用,钨在常温下的浸出率为1.53%,150℃时钨的浸出率为1.28%。苯并三氮唑的作用机理是:苯并三氮唑中的孤对电子能同金属配合,形成配位物并且是不溶的,这些配位物吸附在硬质合金刀具表面。随着形成的配位物的增多,这些配合物会聚合形成一层沉淀膜,起到保护刀具的作用;在150℃时,油酸三乙醇胺溶液对硬质合金中钴无浸出,钨的浸出率为0.39%。油酸三乙醇胺的作用机理:由于油酸三乙醇胺酯是一种吸附型的缓蚀剂,能把硬质合金表面和外部介质隔开,油酸三乙醇胺酯的极性基团和非极性基团的共同作用阻止了硬质合金刀片表面元素的浸出。 为了进一步验证切削液对硬质合金刀具中钴和钨元素的浸出影响,模拟硬质合金刀具在金属切削过程中的加工状态,设计了摩擦、磨削实验,实验结果与浸泡实验一致。 在刀具切削过程中,根据加工要求选择合适的切削液,减小刀具磨损,保证加工质量,实现绿色制造。
【学位授予单位】:河北联合大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2013
【分类号】:TH117.1;TG711

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【参考文献】
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