固体润滑在喷雾切削加工中的应用

摘要

本论文针对切削加工中切削液的排放造成环境污染的问题，提出用固体润滑切削和喷雾切削代替传统的湿式切削加工，减少切削液的使用，改善环境。 石墨一MoS2系粘结固体润滑涂层具有优异的减压和润滑性能，切削加工过程中刀具与切屑之间接触压力大，温度高，液体润滑膜难以形成。用固体润滑膜可以减小刀具磨损，提高刀具寿命，而固体润滑涂层与基体之间的粘附成为固体润滑成败的关键。根据以往试验在固体润滑膜中加入石棉纤维，可以提高其耐磨寿命和强度，但石棉纤维混在磨擦粉中，对于人体和环境有害，因此需要寻找更合适的添加材料。钛酸钾晶须是一种易制备且价格低廉的纤维材料，把其加入尼龙或聚酯材料中可显著提高其强度和热变形温度，可以设想在固体润滑剂中可能发挥同样作用，因此在本研究中把少量的钛酸钾晶须加入石墨一MoS2系粘结固体润滑膜中。试验结果表明：室温时钛酸钾晶须并没有表现出明显的作用；500℃时含钛酸钾晶须的石墨一MoS2系粘结固体润滑膜的耐磨寿命比不加钛酸钾晶须的提高了近3倍；试样形貌分析证明钛酸钾晶须的加入增强了固体润滑膜自身的强度及其与基体间的粘结强度。 将含钛酸钾晶须的石墨一MoS2系固体润滑涂层应用于切削加工，低速切削加工时，固体润滑切削可以提高刀具寿命，单一的固体润滑切削由于没有切削液的冷却作用，随着切削速度的提高，切削温度明显上升，固体润滑膜和刀具磨损严重，工件表面质量下降，不能达到湿式切削加工的效果；喷雾切削具有良好的冷却效果，而单一的喷雾切削的润滑性不够，高速切削时，刀具与切屑之间容易粘附，同样不能达到湿式切削加工的效果。 将固体润滑切削和喷雾切削相结合，应用于切削加工。进行不同切削速度下，干式切削、固体润滑切削、喷雾切削、固体润滑切削与喷雾切削相结合和湿式切削加工的对比试验，及刀具表面形貌、刀具后刀面成分和工件表面质量分析。试验结果表明：与干式切削相比，固体润滑切削可减小刀具后刀面磨损量，但对切削温度影响不大，喷雾切削可减小刀具后刀面磨损量，大大减低切削温度；低速时，单一的喷雾切削或固体润滑切削的刀具切削温度和后刀面磨损量与湿式切削加工效果相当，随着切削速度的提高，单一的喷雾切削或固体润滑切削的刀具切削温度和后刀面磨损量明显比湿式切削加工的高，而固体润滑切削与喷雾切削相结合的刀具切削温度和后刀面磨损量与湿式切削加工的相当。

目录

文摘

英文文摘

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第1章绪论

第2章试验装置及其工作原理

第3章固体润滑涂层的性能测试

第4章固体润滑切削和喷雾切削的性能测试

第5章结论与展望

参考文献

致谢

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