1 前言
PxfeU2^{0 {,]BqFXv 采用硬質(zhì)合金工模具(包括塑性成形模具和切削加工的刀具)加工金屬制品是提高模具使用壽命的主要途徑。目前，硬質(zhì)合金模具和刀具已在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用，并取得明顯的效果，例如用于純鋁和紫銅冷擠壓的硬質(zhì)合金模具壽命已達到200萬次，用于鋼零件擠壓的硬質(zhì)合金模具壽命也達到10萬次以上。用于多工位級進模的硬質(zhì)合金沖裁凸凹模壽命一般可達1億次，最高可達3億次。用于鋁合金切削加工的刀具耐用度可達180～200分鐘(以已加工表面粗糙度達到Ra0.63&mirco;m作為刀具失效標(biāo)準(zhǔn))。為了深入了解硬質(zhì)合金的磨損特性及其與加工對象和加工條件的關(guān)系，充分發(fā)揮硬質(zhì)合金工模具的抗磨損性能，本文針對硬質(zhì)合金刀具的擴散磨損機理，通過實驗進行研究。
f0IljY!. P9B@2 # 2 硬質(zhì)合金工模具的擴散磨損機理
P qagep d HsR#dp+s~ 硬質(zhì)合金工模具加工金屬制品時，會發(fā)生摩擦磨損、粘結(jié)磨損、邊界磨損、相變磨損、擴散磨損等各種磨損。擴散磨損就是工件在加工過程中，工模具與工件表面在高溫或高壓下，相互緊密貼合，并發(fā)生相互吸引和粘著，致使工模具與工件表面的材料發(fā)生相互擴散，造成表面合金元素的貧化或富化，導(dǎo)致工模具表面與基體的成分發(fā)生差異，弱化了工模具表面的抗磨損性能，加快了磨損速度，從而降低了工模具壽命。具體對硬質(zhì)合金而言，則是硬質(zhì)合金中的粘結(jié)相原子向工件材料擴散，硬質(zhì)碳化物部分分解并擴散到工件表面，使硬質(zhì)合金材料表層產(chǎn)生更多微孔，粘結(jié)強度降低。同時，工件材料中的原子(例如鋁質(zhì)工件中的鋁原子)擴散到工模具表層，改變了工模具表面層的物理機械性能，從而導(dǎo)致工模具表層材料的剝落，加速工模具的磨損。
prlB9,3|C f8#WT$Ewy 3 試驗條件
,au64sH Xd )ba9{ 為了研究硬質(zhì)合金刀具的擴散磨損機理，進行了硬質(zhì)合金刀具切削鋁質(zhì)工件的實驗。選用湖南省株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的4種牌號硬質(zhì)合金刀片。1號刀片YD05和2號刀片YM051是以鈷為粘結(jié)相并添加一些其他硬質(zhì)碳化物或氧化物的WC—C0系列超細晶粒硬質(zhì)合金；3號刀片YN05和4號刀片YN10則是以鎳為粘結(jié)相并添加部分碳化鎢和稀土元素碳化物(TaC，NbC等)的碳化鈦(TiC)基硬質(zhì)合金(各刀片的幾何角度見表1)。在HY—025型高精度專用車床上進行高速薄切削鋁合金(LY12R)試驗。試驗中采用干切削，取進給量f =0.1mm/s，切削厚度aP=0.1mm，1～3號刀片的切削速度為300m/min，4號刀片的切削速度為200m/min，并以已加工表面粗糙度Ra=0.63µm作為刀具失效的標(biāo)準(zhǔn)，測定了各刀片的耐用度(即從開始削到刀具失效的時間)，詳見表1。
表1 不同切削條件的刀具耐用度 Ua5m2&U
