胡小龙，邵 芳，高占雨，姚淑霞

(1.贵州大学机械工程学院，贵阳 550025；2.贵州理工学院教务处，贵阳 550003；3. 山东滨州渤海活塞股份有限公司，山东 滨州 256602)

0 引言

钛合金因其优良的综合力学性能、低密度、良好的耐腐蚀性、优异的高温拉伸强度和蠕变强度，在航空航天工业中得到了广泛的应用[1-3]。然而，钛合金是一种难加工材料，加工性能差，切削温度高，涂层硬质合金刀具是钛合金加工中最常用的刀具，由于切削过程中元素的扩散和氧化引起的粘结磨损是硬质合金的主要磨损机制[4]。然而，刀具的快速磨损已成为进一步提高钛合金材料加工效率和质量的障碍。文献[5]研究了inconel718切削过程中刀具磨损的机理，通过扫描电镜和化学分析，得出刀具失效的主要磨损原因。文献[6-7]认为刀具磨损应考虑扩散磨损效应，当切削温度低于700 ℃时，刀具的磨损形式包括磨粒磨损和粘结磨损，一旦超过700 ℃，由于扩散和氧化的原因将会加剧粘结磨损。在高速切削过程中，刀具的磨损通常是以这些磨损机理的组合形式发生的。文献[8]的研究表明，硬质合金刀具的氧化速率随着空气中氧含量的增加而增加，氧化粘结效应也更加严重。本文对涂层硬质合金刀具切削钛合金过程中的元素扩散与材料粘结进行了研究，分析了粘结磨损形态、扩散粘结磨损机理，分析了不同切削速度对元素扩散与材料粘结的影响，为优化切削参数、提高刀具寿命提供了有益的参考。

1 涂层材料焓值分析

由热力学理论可知[9]：