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加工含镍球墨铸铁时刀具磨损机理的研究

作　者: 崔剑平
导　师: 赵军
学　校: 山东大学
专　业: 机械工程
关键词: 球墨铸铁梯度陶瓷刀具抗热震性刀具寿命磨损机理
分类号: TG711
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要

本文分析了轧辊的工作条件、轧辊的性能要求及轧辊的化学成分和金相组织,并对轧辊铸造中应该注意的问题和轧辊的技术要求进行了分析。利用有限元法研究了Al₂O₃/TiC梯度功能陶瓷刀具材料的抗热震性能。对无镍球墨铸铁、低镍球墨铸铁、高镍球墨铸铁三种轧辊进行切削试验,研究了Al₂O₃/TiC梯度陶瓷刀具的寿命及磨损、破损机理。采用有限元软件ANSYS对激光热冲击条件下,Al₂O₃/TiC梯度功能陶瓷刀具材料的瞬态温度场及热应力场进行了仿真研究,并与均质陶瓷进行对比,结果表明:Al₂O-3/TiC梯度功能陶瓷刀具材料抗热震性能优于均质陶瓷。对无镍球墨铸铁、低镍球墨铸铁、高镍球墨铸铁三种轧辊进行了切削试验,结果表明:Al₂O₃/TiC梯度功能陶瓷刀具与YS10相比拥有更长的刀具使用寿命;在150m/min速度下加工低镍球墨铸铁时,Al₂O₃/TiC梯度陶瓷刀具磨损形态主要为后刀面磨损;加工高镍球墨铸铁时,刀具磨损形态主要为前刀面磨损。较低速度（75m/min）下切削高镍球墨铸铁,Al₂O₃/TiC梯度陶瓷刀具的磨损形态以后刀面磨损为主;较高速度（250m/min）下切削高镍球墨铸铁,刀具的破损形态以前刀面片状剥落和刀尖微崩刃为主。

全文目录

摘要  9-10
ABSTRACT  10-11
第1章绪论  11-21
  1.1 国内外研究概况  11-19
    1.1.1 轧辊材料发展现状  11-13
    1.1.2 轧辊加工技术发展现状  13-14
    1.1.3 硬态加工刀具材料发展现状  14-17
    1.1.4 加工球墨铸铁轧辊磨损机理  17-19
  1.2 存在的问题  19
  1.3 本课题的目的、意义及主要研究内容  19-21
    1.3.1 课题的提出及研究意义  19-20
    1.3.2 课题的主要研究内容  20-21
第2章轧辊工作条件、性能要求  21-29
  2.1 轧辊工作条件分析  21-22
  2.2 轧辊性能要求  22-23
  2.3 轧辊成分分析及金相组织  23-25
  2.4 球墨铸铁轧辊铸造及技术要求  25-27
  2.5 本章小结  27-29
第3章 Al_2O_3基梯度复合刀具材料抗热震性仿真研究  29-43
  3.1 梯度功能陶瓷材料  29-31
    3.1.1 梯度功能材料的设计过程  29-30
    3.1.2 Al_2O_3/TiC系梯度复合陶瓷刀具材料的制备  30-31
  3.2 陶瓷刀具材料的抗热震性能  31
  3.3 仿真模型的建立  31-33
    3.3.1 热源的确定  32-33
    3.3.2 边界约束条件  33
    3.3.3 加载模式  33
  3.4 模拟结果及分析  33-42
    3.4.1 瞬态温度场  34-37
    3.4.2 瞬态热应力场  37-42
  3.5 抗热震评价参量  42
  3.6 本章小结  42-43
第4章球墨铸铁轧辊高速切削试验研究  43-51
  4.1 陶瓷刀具几何参数选择  43-44
  4.2 试验条件  44-45
  4.3 刀具寿命试验结果  45-49
    4.3.1 无镍球墨铸铁  45-46
    4.3.2 低镍球墨铸铁  46-47
    4.3.3 高镍球墨铸铁  47-49
  4.4 本章小结  49-51
第5章刀具磨损形态及失效机理研究  51-54
  5.1 含镍量的影响  51-52
  5.2 切削速度的影响  52-53
  5.3 本章小结  53-54
第6章结论  54-57
参考文献  57-61
致谢  61-63
学位论文评阅及答辩情况表  63

加工含镍球墨铸铁时刀具磨损机理的研究

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