程耀楠，刘利，吴明阳，王海婷，敖晓春

(哈尔滨理工大学“高效切削及刀具”国家地方联合工程重点实验室，黑龙江哈尔滨150080)

超重型切削加工过程中，工件材料去除量达50%，背吃刀量可达30 mm以上，切削力最大可达1 MN，切削温度可达1000℃以上，是一种特殊的断续切削过程［1］，硬质合金刀具与工件表面的接触状态(如切削深度ap和切削宽度aw)时刻处于不断地变化中，并且粗糙的大型零部件毛坯锻件(以加氢反应器的大型筒节为例)表面金属杂质中富含高硬度元素氧化物(SiO2、MnO和Cr2O3等)与刀具存在着非常激烈的摩擦［2］。因此，刀具时刻承受着变载荷高温冲击和机械冲击的作用。在超重型切削过程中，交变的高温冲击将会导致硬质合金刀具切削区域软化进而产生热疲劳。在这种情况下，倘若刀具受到骤变机械冲击作用便会发生高温失效现象，如:高温塑性变形、撕裂甚至被工件反切。目前，大部分研究认为:切削热载荷以某种方式引起了刀具力学性能的变化［3］。Boston和Gilbert最先研究发现硬质合金刀具在断续切削过程中前刀面很容易会产生热裂纹［4］。紧接着Zorew N.N.进一步提出在退出切削瞬间刀具表面温度低于内部温度，由此产生的拉应力会破坏刀片体原始应力平衡［5］。Braiden P.M.和Hoshi T.近期研究发现，刀具内部的塑性变形才是刀具失去切削硬度的真正原因［6］。在超重型切削过程中，刀片参与切削区域产生的高温对硬质合金刀具的磨损速度以及切屑与刀具之间的摩擦具有极大地影响。本文进行超重型切削过程中硬质合金刀具高温力学特性的研究。……