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刀具破損未涂層刀具的磨損機(jī)制主要分為:磨粒磨損,粘結(jié)磨損,大范圍塑性變形,疲勞與斷裂。
(1)磨粒磨損
磨粒磨損在高速鋼銑刀切削刃的后刀面磨損和月牙洼磨損中起著主導(dǎo)作用。磨損溝槽是工件材料中硬質(zhì)顆粒的刮擦作用與刀具材料中硬質(zhì)相抵抗刮擦的保護(hù)作用共同形成的。在刀具材料較大的碳化物后面,從切屑流動方向可以看到,存在可對刀具材料起保護(hù)作用的典型壟溝。極其微小的磨粒在刀具磨損中起主導(dǎo)作用,而只有硬質(zhì)碳化物能抵抗磨損。高速鋼的高屈服強(qiáng)度(高硬度)和較多的碳化物含量可以增強(qiáng)其抵抗磨粒磨損的能力?! ?/p>
(2)粘結(jié)磨損
在較低放大倍數(shù)下觀測時,銑刀刀齒的主要磨損機(jī)制似乎是磨粒磨損,即工件材料(碳鋼)中硬質(zhì)顆粒的耕犁作用。但是,在較高放大倍數(shù)下觀測時發(fā)現(xiàn),更準(zhǔn)確地說,其磨損是磨粒磨損與粘結(jié)磨損的共同作用。起主導(dǎo)作用的粘結(jié)磨損(通常稱為輕微粘結(jié)磨損)是表層高速鋼材料被高剪切力撕裂造成的,而這種剪切力則是由表層材料的緩慢拖曳和在切屑流動方向材料的剪切破碎形成的?! ?/p>
如果刀具在其耐熱性的上限溫度下使用,就可能造成嚴(yán)重的粘結(jié)磨損,在切屑流動方向形成大范圍的表面材料塑性流動?! ?/p>
如果切削刃達(dá)到很高的溫度(即以很高切削速度加工時),則后刀面磨損和月牙洼磨損將以粘結(jié)磨損為主。當(dāng)切削化學(xué)侵蝕性較高的工件材料時,粘結(jié)磨損將會進(jìn)一步加劇。高速鋼材料主要是通過其在高溫下的高屈服強(qiáng)度(高紅硬性)來抵抗輕度和重度粘結(jié)磨損?! ?/p>
(3)大范圍塑性變形
有時,高速鋼刀具刃口承受的負(fù)荷超過了其屈服強(qiáng)度,并引起大范圍塑性變形,從而導(dǎo)致刃口鈍化?! ?/p>
(4)疲勞與斷裂
整個刀具的宏觀斷裂有可能會發(fā)生,但卻是小概率事件。更常見的是刀具刃口的局部崩刃。需要注意,崩刃似乎是從與刃口平行的磨痕開始的。