導(dǎo)讀：采用深冷處理裝置對微小型高速鋼W6Mo5Cr4V2鉆頭進(jìn)行深冷處理;通過比較處理前后刀具的磨損、硬度、以及金相組織的變化,得出經(jīng)過深冷處理后,微細(xì)刀具材料的微觀組織結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,使微細(xì)刀具的耐磨性增強(qiáng),刀具的硬度提高和刀具的表面粗糙度降低;因此經(jīng)過深冷處理后能使微細(xì)刀具的性能有較大的提高性,從而延長微細(xì)刀具的使用壽命。

　　1 引 言

　　深冷處理技術(shù)是利用冷卻介質(zhì)按照一定速率把材料冷卻到-100℃以下,并保溫若干長時(shí)間,再以一定速率升溫到室溫或以上的一種改變材料性能的處理方法,可以認(rèn)為是屬于熱處理的延伸。大多數(shù)深冷處理采用液氮作為冷卻介質(zhì),可采用液氮冷卻或液氮?dú)饣鋮s方式、升降溫速度、保持時(shí)間、深冷次數(shù)、回火過程等。深冷處理技術(shù)有簡單、成本低、無污染、低能耗等優(yōu)點(diǎn),是屬于綠色加工技術(shù)。但深冷處理技術(shù)還是一門比較年輕的科學(xué),而且對于機(jī)理方面的研究很少,深冷處理技術(shù)還沒有應(yīng)用到微小型刀具的研究中去,該方面的研究若能有所突破將會給深冷處理在微小型刀具的應(yīng)用帶來很大發(fā)展。

　　本實(shí)驗(yàn)選擇了一批同一規(guī)格否認(rèn)W6Mo5Cr4V2高速鋼微小型銑刀進(jìn)行深冷處理,對比觀測和研究它們深冷處理前后材料性能的變化,如粗糙度、耐磨性能、硬度等物理材料性能方面的變化,并探討分析了深冷處理對微小型刀具的作用機(jī)理,這將為深冷處理技術(shù)應(yīng)用于微小型零件和刀具的強(qiáng)化具有重要的理論價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義。

　　2 實(shí)驗(yàn)

　　2.1 實(shí)驗(yàn)材料

　　實(shí)驗(yàn)材料是同一批次的高速鋼W6Mo5Cr4V2微小型高速鋼鉆,材料的成分是含C(0.85%)、W(6.10%)、Mo(5.00%)、Cr(5.00%)、V(2.00%)。

　　2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備

　　(1)液氮深冷箱;(2)拋光機(jī);(3)洛氏硬度計(jì);(4)掃描電子顯微鏡;(5)表面粗糙度儀;(6)精密電子天平;(7)線切割機(jī)床;(8)微細(xì)加工車銑復(fù)合機(jī)床。

　　2.3 試樣的制備

　　刀具硬度試樣:在線切割機(jī)床上切下5mm。直徑0.5mm。

　　金相試樣:將鉆頭試樣放在砂紙上進(jìn)行研磨,再用型拋光機(jī)進(jìn)行拋光,然后用硝酸溶液腐蝕,吹干后,最后用掃描電鏡進(jìn)行觀察和拍攝。

　　掃描電鏡觀測試樣:將實(shí)驗(yàn)后的刀具自鉆尖處切割下3mm,用掃描電鏡進(jìn)行觀察和拍攝。

　　3 深冷處理工藝及切削方案

　　3.1 采用的深冷處理工藝方案

　　從室溫下快速冷卻到-200℃,保溫2小時(shí),然后在80分鐘內(nèi)升到200℃,再保溫一個(gè)小時(shí),最后降到20℃。

　　3.2 切削實(shí)驗(yàn)方案

　　加工材料:45鋼,厚度15mm,加工孔深:5mm,機(jī)床轉(zhuǎn)數(shù):10000r/min。

　　4 結(jié) 語

　　(1)深冷處理可顯著提高微細(xì)刀具的耐磨性,刀具在硬度上略微增加,表面粗糙度有所減少;刀面磨損比未經(jīng)深冷處理的刀具后刀面磨損程度輕。

　　(2)微小型刀具經(jīng)深冷處理后,促使材料內(nèi)部大塊碳化物的碎化,使得馬氏體析出大量細(xì)小、彌散的碳化物,這種變化基本是穩(wěn)定的過程,而且這個(gè)過程是從刀具表面到內(nèi)部,整體性的發(fā)生,使得碳化物細(xì)小化和分布均勻化使刀具的耐磨性顯著增加,從而使刀具壽命得到明顯的提高。經(jīng)過深冷處理,微細(xì)刀具的性能提高成倍數(shù)高于同樣材料下的宏觀刀具的成倍數(shù)。

　　(3)從實(shí)驗(yàn)結(jié)果上看,深冷處理是一種對微細(xì)刀具的強(qiáng)化應(yīng)用簡單、成本低及效果明顯的強(qiáng)化技術(shù),具有很好的應(yīng)用前景。

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