金刚石切削黑色金属时刀具磨损机理的摩擦磨损试验

作     者：周明 邹莱 ZHOU Ming;ZOU Lai

作者机构：哈尔滨工业大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 

出 版 物：《光学精密工程》 (Optics and Precision Engineering)

年 卷 期：2013年第21卷第7期

页      面：1786-1794页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 080203[工学-机械设计及理论] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 0802[工学-机械工程] 080201[工学-机械制造及其自动化] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(No.51075094) 

主　　题：超精密加工 金刚石切削 黑色金属 摩擦磨损 磨损机理 

摘      要：为了降低黑色金属金刚石切削过程中的刀具磨损,提高表面加工质量和精度,对刀具磨损机理进行了研究。通过黑色金属金刚石摩擦磨损试验,模拟了实际切削过程中的刀具磨损行为;分别采用扫描电镜(SEM)、X射线能谱仪(EDS)以及拉曼光谱仪(RS)对工件表面形貌、实验前后工件表面化学组分变化以及金刚石磨损表面的晶体结构转变进行了检测,同时提出了用石墨化程度作为试验过程中评价金刚石磨损的指标。试验结果表明:金刚石的磨损主要与机械力和温度有关,摩擦速度和工件材料中的含碳量对其影响相对较小;石墨化磨损、扩散磨损和氧化磨损等磨损机理共存,其中石墨化为导致金刚石磨损的主要原因。结合红外热像仪测温和热传导理论推算,近似获得了摩擦界面的真实温度,且随着温度升高15%,金刚石石墨化程度显著加剧83%。作者提出,应当综合考虑热-力耦合作用下的刀具磨损机理,以便进一步探寻抑制刀具磨损的工艺措施。