【精密与超精密加工】钨合金磨削加工去除机理不明晰的问题
06-01-2023

【精密与超精密加工】湖南科技大学陈冰副教授等:钨合金的磨削加工去除机理

1. 钨合金的磨削加工去除机理.pdf

为解决钨合金磨削加工去除机理不明晰的问题,本文基于单磨粒刻划有限元仿真、单磨粒刻划和磨削加工实验,探究了钨合金的磨削加工去除机理,发现钨合金的两相特性使得磨削表面的去除特征较复杂,存在塑性变形、微裂纹、微卷起、卷起、裂纹和两相交融等脆塑性并存的特征。

关键词:钨合金;单颗磨粒;刻划;有限元;去除特征;磨削机理

论文配图

 

刻划切出端

 

 

切出端形貌

 

混杂交融区域 EDS 检测结果

钨合金磨削表面形貌

 

钨合金磨削形貌特征


结论

结合有限元仿真、单磨粒刻划实验及磨削加工钨合金实验,共同揭示了钨合金的磨削加工去除机理,得到如下结论。

1)在刻划钨合金有限元仿真中,不同的刻划阶段表现出不同的去除特征。在切入端,材料主要发生了弹塑性变形;在划痕中段,划痕深度和宽度逐渐增大,并沿着刻划的方向划痕内部应力变大;在切出端,材料发生了弹塑性变形,但是相对于切入端,其形貌较差。
2)单磨粒刻划钨合金在不同刻划阶段的形貌有所不同。在切入端,材料依次发生了塑性变形,在划痕两侧形成隆起、微裂纹,钨相与黏结相的混杂交融,即将进入去除阶段;在划痕中段,主要以材料去除为主,出现了材料的微卷起和材料卷起现象,沿着刻划方向卷起现象越严重,实验现象与仿真现象吻合;相较于切入端,切出端材料的卷起形貌发生恶化,实验
现象与仿真吻合,并在划痕边缘和尾部均出现了“飞边”现象。
3)在钨合金不同相位的材料去除特征也不同。在钨相,既有脆性特征,也有塑性特征。在黏结相,刻划深度较浅时主要呈现塑性变形、塑性流动等特征,刻划深度较大时主要呈现与钨相的混杂和交融,且混杂交融区未出现材料卷起,说明混杂交融区有利于改善表面质量。在相界处会阻断去除特征的传递,使得相邻钨颗粒呈现出不同的损伤或者去除特征。
4)磨削后钨合金表面出现了单颗粒刻划划痕上的所有去除特征,与单颗粒划痕去除特征吻合。不同的是,磨削后的划痕底部出现了区域性和放射状裂纹,并通过截面显微法和 EDS 检测技术探究了裂纹的成因及扩展情况。

引文格式

陈冰, 李顺顺, 刘国跃, 等. 钨合金的磨削加工去除机理[J]. 表面技术, 2023, 52(4): 304-318.

CHEN Bing, LI Shun-shun, LIU Guo-yue, et al. Grinding Removal Mechanism of Tungsten Alloy[J]. Surface Technology, 2023, 52(4): 304-318.

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