[發(fā)明專利]一種刀具材料與被加工材料匹配性的測試方法

有效

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• 申請日: 2018-08-09
• 公開（公告）號: CN109187253B
• 公開（公告）日: 2020-10-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王奔;鄭耀輝;馬書娟;莊鑫;王明海
• 申請（專利權(quán)）人: 沈陽航空航天大學
• 主分類號: G01N3/58
• 分類號: G01N3/58;G01N3/40
• 代理公司: 沈陽東大知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21109
• 代理人: 梁焱

一種刀具材料與被加工材料匹配性的測試方法，按以下步驟進行：將刀具材料制成刀具及塊體材料，檢測刀具主切削刃表面粗糙度；制成塊體表面磨削后檢測表面粗糙度；根據(jù)兩個粗糙度的檢測結(jié)果選擇后續(xù)步驟；采用刀具對被加工材料切削加工，測得切削溫度和壓痕載荷數(shù)值；塊體材料和被加工材料分別加熱至切削溫度，進行維氏壓痕硬度測試；比較上述兩種維氏壓痕硬度；判斷刀具材料與被加工材料的匹配性。本發(fā)明的方法通過刀具材料硬度和被加工材料硬度的對比，可以準確的進行刀具適用性的判斷。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于刀具技術(shù)領(lǐng)域，具體講是涉及一種刀具材料與被加工材料匹配性的測試方法。

背景技術(shù)

刀具材料種類繁多，以硬質(zhì)合金、高速鋼等材料最為常見；硬質(zhì)合金具有較高的強度、硬度以及斷裂韌性，是一種可靠的工具材料，因此硬質(zhì)合金刀具廣泛應用于復合材料、鈦合金、高溫合金等材料的切削加工領(lǐng)域。

硬質(zhì)合金是以高硬度難熔金屬的碳化物(WC、TiC)微米級粉末為主要成分，以鈷(Co)或鎳(Ni)、鉬(Mo)為粘結(jié)劑，在真空爐或氫氣還原爐中燒結(jié)而成的粉末冶金制品；因粘結(jié)劑的含量和成分的不同、碳化物種類和粒度的不同，硬質(zhì)合金材料種類繁多。

選擇何種型號的硬質(zhì)合金材料作為刀具，對于保證加工質(zhì)量、刀具壽命等至關(guān)重要；因此需要對硬質(zhì)合金進行性能測試，確定其適用性；目前針對硬質(zhì)合金材料性能的測試主要是在常溫下進行，測量內(nèi)容包括硬度、強度、彈性模量等。

通常硬質(zhì)合金的測試環(huán)境與實際使用過程中的環(huán)境差別較大，特別是環(huán)境溫度存在顯著區(qū)別；在硬質(zhì)合金刀具使用過程中，切削溫度可達到700℃甚至更高。在如此高的切削溫度下，硬質(zhì)合金的性能可能產(chǎn)生較大的變化，因此常溫下所測得的材料性能可能已不再適用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種刀具材料與被加工材料匹配性的測試方法，針對目前刀具材料難以準確選擇的現(xiàn)狀，在刀具材料與測試塊體表面粗糙度一致的基礎(chǔ)上，在一定切削溫度下對刀具材料進行硬度的測試，獲得加工過程中刀具材料的硬度，判斷刀具材料與被加工材料的匹配性。

本發(fā)明的方法包括如下步驟：

1、準備刀具材料；

2、采用工具磨床對刀具材料進行刀具制造，制成刀具；記錄加工參數(shù)，并檢測刀具主切削刃的表面粗糙度，獲得刀具表面粗糙度；所述的加工參數(shù)為砂輪類型、磨削速度和磨削深度；

3、將刀具材料制成塊體材料，并采用刀具制造過程中的加工參數(shù)，對塊體材料進行表面磨削，檢測表面磨削后的塊體材料的表面粗糙度，獲得塊體表面粗糙度；

4、比較刀具表面粗糙度和塊體表面粗糙度，當兩者數(shù)值相差≤10％，則進行步驟5；當兩者相差10％，則調(diào)整刀具制造和表面磨削時的加工參數(shù)，重復步驟2和3，直至塊體表面粗糙度與刀具表面粗糙度的數(shù)值相差≤10％；

5、采用所述的刀具對被加工材料進行切削加工，測得切削溫度和切削力的數(shù)值；根據(jù)切削力計算壓痕載荷數(shù)值；所述的切削加工為鉆削加工、車削加工或銑削加工；當采用鉆削加工時，壓痕載荷數(shù)值為切削軸向力的80％；當采用車削加工或銑削加工時，壓痕載荷數(shù)值為切削力合力的50％，切削合力其中F_X、F_Y、F_Z為三個方向上的切削力；

6、將表面磨削后的塊體材料加熱至所述的切削溫度，并采用所述的壓痕載荷數(shù)值在其表面進行維氏壓痕硬度測試，測得刀具材料的維氏壓痕硬度；

7、將被加工材料加熱至所述的切削溫度，并采用所述的壓痕載荷數(shù)值在其表面上進行維氏壓痕硬度測試，測得被加工材料的維氏壓痕硬度；