PCBN刀具车削镍基高温合金表面完整性研究

【摘要】：镍基高温合金材料具有优良的高温力学特性,被广泛地应用于航空航天、核潜艇、石油化工等领域;但镍基高温合金在加工的过程中刀具磨损严重,表面加工质量较差,是一种典型的难加工材料;随着航空航天等领域的快速发展,对镍基高温合金表面加工质量、加工效率提出了更高的要求,采用PCBN刀具切削加工镍基高温合金的表面完整性已经成为近年来研究的重点。首先,采用单因素、正交试验方案,进行了PCBN刀具车削加工镍基高温合金试验,同时制备出镍基高温合金金相试样,进而分析不同切削用量对已加工表层微观结构、表面缺陷的影响规律,以及微观结构变化对材料性能的影响,并对表面缺陷的存在形式、形成机理进行探究。其次,根据切削试验所测得试验数据,探讨不同切削用量对表面粗糙度的影响规律,并采用极差分析方法来探究切削用量对表面粗糙度的影响程度;进行镍基高温合金表面加工硬化测试试验,研究不同切削用量对硬化层深度、加工硬化程度的影响规律。再次,采用X-射线法对已加工表层残余应力进行测试,分析不同切削用量对已加工表层残余应力的影响规律,并对已加工表层残余应力变化规律的产生机理进行探究。最后,采用模糊综合评价体系对镍基高温合金表面加工质量评价指标进行模糊评价,优选出表面加工质量最佳时的切削用量,进而为镍基高温合金表面加工质量的研究提供理论基础与技术参考。