《用於高速切削難加工材料的微疊層複合刀具研究》是依託山東大學，由鄒斌擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：用於高速切削難加工材料的微疊層複合刀具研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：鄒斌
- 依託單位：山東大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
針對用於高速切削難加工材料的超硬刀具強度和韌度低、塗層刀具塗層薄、易剝落、重磨難的缺點，以研製出能高效加工高溫合金系列難加工材料的刀具為目標，在刀具設計理論、製備技術、切削可靠性等方面進行研究，使物理化學性質相近的納米硬質相和微米韌化相能交替疊加複合，而製備高綜合力學性能的微疊層複合刀具。利用表層硬質相提高刀具的抗剝落能力和耐磨性；利用心層韌化相提高刀具整體的強度和韌度，實現刀具力學性能的梯度變化。研究刀具的微/納相與微米厚度層之間相互匹配的多尺度結構及其有效的組分體系。研究刀具的成型和燒結製備技術，提出針對刀具製備中產生的損傷的控制策略。研究刀具的多層次增韌補強模式。研究高速切削高溫合金時刀具層間/層內的微結構和微缺陷群的互動作用和跨尺度損傷演化規律，構建刀具的相粒度/層厚度匹配的多尺度結構與刀具切削可靠性的數學模型。本研究對提升我國高速切削刀具技術的基礎和套用研究有重要理論和實際價值。
結題摘要
針對用於高速切削難加工材料的超硬刀具強度和韌度低、塗層刀具塗層薄、易剝落、重磨難的缺點，以研製出能高效加工高溫合金系列難加工材料的刀具為目標，在刀具設計理論、製備技術、切削可靠性等方面進行研究，使物理化學性質相近的納米硬質相和微米韌化相能交替疊加複合，而製備高綜合力學性能的微疊層複合刀具。研究取得如下結論： （1）交叉研究了Al2O3、TiN、TiC、(W,Ti)C、TiC5N5、TiB2、nano-Ni、nano-Mo和超細碳化物的物理化學相容性和最佳燒結工藝差異，提出微疊層複合刀具多層交疊周期性對稱結構（Al2O3、TiN、TiC、(W,Ti)C組合）和非交疊結構（TiC5N5和TiB2組合）的有效 組分體系設計方法，提出了兩大類微疊層複合刀具坯體及燒結體的組合製備方法。 （2）通過添加納米相和超細相，提高了複合粉體燒結活性和相容性，建立了微疊層複合刀具的相粒度/層厚度匹配的多尺度結構的燒結緻密化模型，找到了各層間最佳燒結工藝參數；研究了微厚度韌化層對刀具力學性能的影響，闡明了微疊層刀具的力學性能梯度變化和多層次增韌補強模式的機理。 （3）研究發現層組分的匹配不相容以及過多層數是刀具製備中損傷的主要來源，而將微層的層厚控制在100~200um可有效扼制損傷。製備了三種微疊層複合刀具，研究分析了刀具的相粒度/層厚度匹配的多尺度結構與刀具切削行為及壽命的關係。 通過本項目的實施，共發表學術論文14篇（其中SCI收錄論文10篇，EI收錄論文11篇），獲得授權國家發明專利1項，申請國家發明專利1相，培養博士生1名，碩士生1名，本研究對提升我國高速切削刀具技術的基礎和套用研究有重要理論和實際價值。
