邓福铭,刘瑞平,向兆兵,王强,陆绍悌,张丹,赵晓凯

(中国矿业大学(北京)超硬刀具材料研究所,北京 100083)

1 前言

GCr15钢是高碳铬轴承钢中使用和生产量最多的牌号,通常用于制作各种轴承套圈和滚动体,其综合性能良好,淬火和回火后硬度高而且均匀,耐磨性能和接触疲劳强度高。而由于PcBN刀具材料优良的物理力学性能,目前其是最适合硬态干切削GCr15轴承钢的刀具材料[1-4]。

近几年来,国内外加强了对PcBN刀具的应用研究,但研究内容主要集中在刀具磨损机理以及切削力和切削温度等方面,而对切屑形貌的影响研究较少[5-8]。实际上,切屑形成的过程就是工件材料受到刀具前刀面的推挤后沿某一斜面剪切滑移形成的塑性变形,且合理的切屑形态可以减小切屑与刀具、工件表面间的摩擦。在不同的切削条件下,不同的被加工材料会得到不同的切屑形态,不同的切屑形态也说明了它有不同的变形机理和变形过程。本文以D I公司BZN 9000牌号PcBN刀具硬态干切削GCr15轴承钢为研究对象,通过切削试验系统分析了切削参数条件对工件切屑形貌的影响,为进一步探讨PcBN刀具硬态切削机理、拓宽PcBN刀具的应用范围提供了试验依据。

2 试验方法和试验方案

本实验选取D.I.公司(原GE公司)生产的BZN9000复合片为硬态干切削用刀具材料,cBN含量为75vol%。选取制造轴承广泛采用的GCr15淬硬轴承钢为工件材料,平均硬度为HRC60±2,其金相组织为针状马氏体、碳化物和少量残余奥氏体,该材料硬度高,导热系数小,属于较难加工材料。……