機械刀具在車削和銑削加工中的應(yīng)用
在車削鋼件材料加工時,對于淬硬鋼的加工,超硬材料刀具能夠在很大程度上實現(xiàn)以車代磨的加工效果。在切削加工過程中,由于其切削深度要遠遠高于磨削,極大程度上提高了以車代磨的工作效率,從而降低了加工制造的成本。需要注意的是,在進行高硬度機械部件加工時,要采取低速或中低速的切削方式,防止超硬材料刀具偏離切割軌道。
在車削鑄鐵件時,對于發(fā)動機缸蓋的排氣閥座,可以選擇銅、鉬高鉻合金鑄鐵,這種材料的加工一般有車削和銑削2 種工藝。用PCBN 材料所制的刀具加工灰鑄鐵剎車盤時,其切削速度一般在700~2000m/min 適宜。
用PCD 材料制成的刀具銑削鋁合金時, 其速度可達到300~4000m/min;用PCBN 制成的刀具銑削灰鑄鐵時,其速度一般在1000~2000m/min 范圍內(nèi)。目前, 我國加工鋁合金缸蓋的PCD 面銑刀切削速度已達到了4021m/min, 其進給速度為5670mm/min,這種效率是我國20 世紀90 年代初期引進外國設(shè)備的2 倍。精加工灰鑄鐵缸體的CBN 面銑刀銑削速度也達到了2000m/min,其效率是硬質(zhì)合金面銑刀的10 倍之多。在玻璃深加工中,銑削玻璃的PCD 螺旋內(nèi)排液面銑刀應(yīng)用為廣泛。
1.化學退涂
在對硬質(zhì)合金刀具(Ti,Cr)N多組元硬質(zhì)膜系退涂工藝進行研究后,得到所用的退涂液濃度(wt%)為:葡萄糖酸鈉1.5%-3.5%,NaOH6.5%-10%,含30% H2O2的(wt%)20%-25%,十二烷基磺酸鈉0.2%-0.4%,三磷酸鈉0.2%-0.4%,剩余為蒸餾水,NaOH(wt%):含30% H2O2的(wt%)為1∶3.5-1∶2,且二者之和必須為29%-33%(wt%),同時要求十二烷基磺酸鈉(wt%):三磷酸鈉(wt%)為1∶1-1∶0.7,且二者之和必須為0.4%-0.8%(wt%)。研究發(fā)現(xiàn)(Ti, Cr)N三組元硬質(zhì)膜的退除是沿著缺陷處以脫落方式退除,并且后退除的膜層是沿著先退除的膜層邊緣繼續(xù)脫落,直到膜層退除干凈。對于(Ti,Al,Zr,Cr)N多組元硬質(zhì)膜、(Ti,Al,Cr)N四組元硬質(zhì)膜。
在關(guān)于電化學氮化鉻涂層剝離的研究文獻中,確定了一種三電極電解池中剝離單一涂層或復(fù)合涂層在堿性溶液中的方法,采用SCE電極、鉑電極、工作電極三個電極,氮化物涂層在電流的作用下具有較強的表面活性,產(chǎn)生更多的可溶成分,電解過程簡單易于控制,當電流突然升高時,涂層完全剝離基體表面。此法退涂的表面均勻無點蝕。退涂的工件為陽極,室溫下在由磷酸、硫酸、丙三醇及去離子水混合組成的酸性電解液中進行電解,直至類金剛石涂層退涂盡為止。該方法不僅能夠快速退除表面的類金剛石薄膜涂層,同時不對基體表面產(chǎn)生破壞性腐蝕,對工件尺寸及形狀改變微小,涂層退除之后能夠重新涂覆使用。
3.蝕刻退涂
主要利用離子束對硬質(zhì)涂層進行照射蝕刻來進行退涂。純機械的祛除硬質(zhì)涂層,不與基體和涂層發(fā)生化學反應(yīng),因此不必考慮化學腐蝕引起的表面脆化等問題,但缺點是退涂速度緩慢、退涂效率低。
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