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(dá)到200萬(wàn)次，用于鋼零件擠壓的硬質(zhì)合金模具壽命也達(dá)到10萬(wàn)次以上。用于多工位級(jí)進(jìn)模的硬質(zhì)合金沖裁凸凹模壽命一般可達(dá)1億次，最高可達(dá)3億次。用于鋁合金切削加工的刀具耐用度可達(dá)180～200分鐘(以已加工表面粗糙度達(dá)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(duì)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(duì)硬質(zhì)合金刀具的擴(kuò)散磨損機(jī)理，通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行研究。???

1?硬質(zhì)合金工模具的擴(kuò)散磨損機(jī)理??

硬質(zhì)合金工模具加工金屬制品時(shí)，會(huì)發(fā)生摩擦磨損、粘結(jié)磨損、邊界磨損、相變磨損、擴(kuò)散磨損等各種磨損。擴(kuò)散磨損就是工件在加工過(guò)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(kuò)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(duì)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(kuò)散，硬質(zhì)碳化物部分分解并擴(kuò)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(qiáng)度降低。同時(shí)，工件材料中的原子(例如鋁質(zhì)工件中的鋁原子)擴(kuò)散到工模具表層，改變了工模具表面層的物理機(jī)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。??

2?試驗(yàn)條件??

為了研究硬質(zhì)合金刀具的擴(kuò)散磨損機(jī)理，進(jìn)行了硬質(zhì)合金刀具切削鋁質(zhì)工件的實(shí)驗(yàn)。選用湖南省株洲硬質(zhì)合金廠生產(chǎn)的4種牌號(hào)硬質(zhì)合金刀片。1號(hào)刀片YD05和2號(hào)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(xì)晶粒硬質(zhì)合金；3號(hào)刀片YN05和4號(hào)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(jiàn)表1)。在HY?025型高精度專用車床上進(jìn)行高速薄切削鋁合金(LY12R)試驗(yàn)。試驗(yàn)中采用干切削，取進(jìn)給量f?=0.1mm/s，切削厚度aP=0.1mm，1～3號(hào)刀片的切削速度為300m/min，4號(hào)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(cè)定了各刀片的耐用度(即從開(kāi)始削到刀具失效的時(shí)間)。

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