切削液对N-87材料铣削表面质量影响的研究

摘要

汽轮机叶片材料N-87是典型的难加工材料，在加工时通常采用切削液配合铣削的加工工艺，其加工表面质量是影响叶片服役性能的重要因素。本论文通过210＃切削液、206＃切削液及干切削条件下铣削加工汽轮机叶片材料N-87，探究不同切削液条件加工后的表面质量，分析切削液对铣削加工N-87材料表面质量的影响。论文利用扫描电镜和白光干涉仪对加工后的表面微观形貌及粗糙度进行观察和测量，分析切削液对加工表层几何特性的影响;利用显微硬度计对表层硬度梯度进行测量，利用X射线应力仪对表层残余应力进行测量，分析切削液对加工表层物理力学性能的影响;利用电子探针对表层主要元素分布进行测量，利用金相显微镜对表层金相组织进行观察，分析切削液对加工表层主要元素成分及金相组织的影响;并通过对切削液理化性能的实验探究，分析不同切削液的润滑、冷却能力，从切削液的作用剖析切削液对加工表面质量影响的原因。
　　实验得出，210＃切削液表面张力小，粘度值较低，冷却速度快，摩擦系数大，206＃切削液表面张力较大，粘度数值高、冷却速度慢、摩擦系数小。两种切削液润滑、冷却性能的差异导致切削液对加工表面质量影响不同。与干切削时相比，使用210＃切削液配合铣削N-87材料时，加工表面粗糙度较大，加工表面硬度值增大，降低残余拉应力作用明显;206＃切削液配合铣削N-87材料时，加工表面粗糙度较低，表面硬度值有所提高，加工表面残余应力有所降低。
　　通过对本课题的研究，发现在铣削加工N-87材料时，切削液的使用会对加工表面质量造成一定的影响，综合来看，使用206＃切削液会得到更优的使用性能。

目录

声明

致谢

摘要

1 绪论

1．1 研究背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 切削液类型及作用

1．2．2 切削液的研究热点

1．2．3 切削液对加工表面质量的影响

1．3 研究内容

1．4 本章小结

2 切削液理化性能分析

2．1 引言

2．2 切削液工作机理

2．3 切削液粘度分析

2．3．1 切削液粘度分析原理

2．3．2 实验设备

2．3．3 切削液粘度结果及分析

2．4 切削液表面张力分析

2．4．1 切削液表面张力分析原理

2．4．2 实验设备及方法

2．4．3 切削液表面张力结果及分析

2．5 切削液摩擦系数分析

2．5．1 切削液摩擦系数分析原理

2．5．2 实验设备

2．5．3 切削液摩擦系数结果及分析

2．6 切削液冷却曲线测量

2．6．1 切削液冷却曲线分析原理

2．6．2 切削液冷却曲线测量方法

2．6．3 切削液冷却曲线结果及分析

2．7 切削液腐蚀性能分析

2．8 本章小结

3 切削液对加工表面几何特性的影响

3．1 引言

3．2 切削实验

3．2．1 实验设备及切削参数

3．2．2 实验试样的准备

3．2．3 切削实验过程

3．3 实验试样的预处理

3．4 切削液对已加工表面微观形貌的影响

3．4．1 实验设备

3．4．2 检测结果及分析

3．5 切削液对已加工表面粗糙度的影响

3．5．1 表面粗糙度检测方法与原理

3．5．2 表面粗糙度测量结果及分析

3．6 本章小结

4 切削液对加工表面物理力学性能的影响

4．1 引言

4．2 切削液对加工表层硬度梯度的影响

4．2．1 切削液影响加工表面硬度机理

4．2．2 检测设备及方法

4．2．3 加工表层硬度梯度测量结果及分析

4．3 切削液对加工表面残余应力的影响

4．3．1 切削液影响加工表层残余应力机理

4．3．2 加工表面残余应力测试设备和方法

4．3．3 加工表面残余应力结果及分析

4．4 本章小结

5 切削液对加工表层主要元素成分及金相组织的影响

5．1 引言

5．2 切削液对加工表层主要元素的影响

5．2．1 研究原理及依据

5．2．2 实验设备及方法

5．2．3 实验结果及分析

5．3 切削液对加工表层金相组织的影响

5．3．1 研究理论及依据

5．3．2 实验设备及方法

5．3．3 切削液对加工表层金相组织影响结果及分析

5．4 本章小结

6 结论与展望

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果

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