高硅铝合金的金刚石涂层刀具铣削损伤机理研究

摘要

高硅铝合金由于硅含量很高,故切削加工性较差,切削刀具极易磨损且已加工表面存在大量缺陷。为进一步研究材料加工损伤,采用化学气相沉积法制备了金刚石涂层铣刀,开展70%Si/Al(70%指质量分数)合金材料铣削试验。试验研究了铣削力、刀具磨损及加工损伤机理,并与常用TiN涂层铣刀进行了对比。结果表明:铣削过程中由于初晶硅硬质颗粒的冲击和刻划,金刚石涂层刀具的失效形式主要是涂层剥落和磨粒磨损;在金刚石涂层铣刀的正常磨损阶段,铣削力稳定在43.57~48.95 N,而相同切削用量下TiN涂层铣刀的铣削力更大、刀具寿命更短;加工表面存在凹坑、划痕和颗粒破碎等损伤,在保证刃口强度的前提下适当减小切削刃圆弧半径可明显减小加工损伤;铣刀刃口圆弧半径r=12μm的已加工表面粗糙度(S_(a)=2.3μm)远低于r=156μm时加工的表面粗糙度(S_(a)=6.7μm)。