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高速钢刀具深冷处理设备改进设计及工艺研究

发布时间:2022-12-05 06:42
  随着现代制造技术的发展,航空、汽车、模具等行业对机加工的加工量和加工效率有了更高的要求,切削过程中切削用量增加,温度较高,刀具磨损严重,降低了刀具使用寿命,对刀具耐用度造成了较大的影响。改善刀具材料耐磨性是提高刀具使用寿命的核心,也一直是提高刀具整体性能的主要研究方向。深冷处理作为传统热处理的扩展,它能有效提高材料的强度、韧性和耐磨性。深冷处理设备和深冷处理工艺中的深冷温度、时间以及工艺顺序均对深冷处理效果有较大的影响。本文首先对深冷处理设备的换热制冷系统进行分析,对比了辐射换热制冷系统和对流换热制冷系统,结合两者优点提出一种复合换热制冷系统,并基于该系统对深冷处理设备进行改进,改进后的设备具有控温更精确,内部温度均匀,结构简单等优点。其次对深冷处理工艺参数进行研究,提出了一种基于马氏体相变动力学理论求解深冷时间和温度的方法。并以M2高速钢立铣刀为实验对象,使用改进的设备进行了试验,采用硬度值和VB对深冷处理效果进行双重评价。试验结果表明:刀具深冷处理效果的影响因素主次顺序为深冷温度、深冷时间、降温速率;深冷时间越长,温度越低,效果越好,但是深冷处理效果随时间、温度的增加均呈现先快速提... 

【文章页数】:72 页

【学位级别】:硕士

【文章目录】:
摘要
abstract
第1章 绪论
    1.1 研究背景及意义
    1.2 深冷处理技术研究现状
        1.2.1 深冷处理机理研究现状
        1.2.2 深冷处理设备研究现状
        1.2.3 深冷处理工艺研究现状
        1.2.4 现有研究存在的不足
    1.3 研究内容与结构
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 全文组织结构
第2章 深冷处理设备改进
    2.1 深冷处理设备总体方案
    2.2 深冷处理设备机械系统
        2.2.1 工作室模块
        2.2.2 冷却贮槽模块
    2.3 改进后深冷处理设备控温精度分析
        2.3.1 深冷处理设备控温精度对比实验
        2.3.2 深冷处理设备控温精度对比实验结果
    2.4 改进后深冷处理设备温度均匀性分析
        2.4.1 深冷处理设备温度均匀性对比实验
        2.4.2 深冷处理设备温度均匀性对比实验结果
    2.5 本章小结
第3章 深冷处理工艺研究
    3.1 深冷处理
        3.1.1 深冷处理流程
        3.1.2 深冷处理工艺流程
    3.2 深冷处理工艺研究
        3.2.1 基于变温马氏体相变动力学研究深冷温度
        3.2.2 基于等温马氏体相变动力学研究深冷时间
        3.2.3 降温速率参数范围研究
        3.2.4 深冷次数研究
        3.2.5 回火处理顺序研究
    3.3 本章小结
第4章 深冷处理对刀具切削性能的影响
    4.1 高速钢深冷处理工艺验证试验
        4.1.1 试验刀具
        4.1.2 试验方案
        4.1.3 试验设备
    4.2 深冷处理效果检测方法
        4.2.1 硬度测试实验
        4.2.2 切削实验
    4.3 深冷处理工艺对硬度的影响
        4.3.1 深冷温度
        4.3.2 深冷时间
        4.3.3 深冷速率
        4.3.4 深冷次数
        4.3.5 深冷处理工艺对硬度的影响因素分析
    4.4 深冷处理工艺对耐磨性的影响
        4.4.1 深冷温度
        4.4.2 深冷时间
        4.4.3 深冷速率
        4.4.4 深冷次数
        4.4.5 深冷处理工艺对耐磨性影响因素分析
    4.5 深冷处理对刀具磨损形式的影响
        4.5.1 高速钢刀具磨损形式
        4.5.2 深冷前后刀具磨损形貌分析
    4.6 本章小结
结论与展望
    结论
    展望
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间发表论文及科研成果


【参考文献】:
期刊论文
[1]高强度钢板多相区相变动力学模型及试验验证[J]. 佟莹,李永乐,王玄,张乐,武东森,权国政.  模具工业. 2017(09)
[2]深冷处理对SDC99冷作模具钢内耗行为的影响[J]. 周龙梅,吴晓春,闵娜,谢尘.  金属热处理. 2017(07)
[3]深冷处理对高碳高合金工具钢SDC99回火过程碳配分的影响[J]. 谢尘,周龙梅,闵娜,吴晓春.  材料研究学报. 2016(11)
[4]深冷处理对高速钢刀具组织和力学性能的影响[J]. 李建国.  热加工工艺. 2016(22)
[5]深冷温度对W6Mo5Cr4V2高速钢磨损性能的影响[J]. 寇国富,闫献国,梁晓阳,李俊吉,陈玉华,付健巍,曹启超.  材料热处理学报. 2016(S1)
[6]热处理对粉末冶金高速钢组织与性能的影响[J]. 厉鑫洋,车洪艳,林同伟,唐亮亮,陈伟,王学远.  金属热处理. 2016(06)
[7]基于M2高速钢铣刀的失效分析[J]. 刘伯玉,潘毅.  热加工工艺. 2016(10)
[8]W6Mo5Cr4V2高速钢深冷处理工艺试验研究[J]. 商茹.  热加工工艺. 2016(02)
[9]M2高速钢的高温力学性能[J]. 迟宏宵,徐辉霞,方峰,蒋建清,朱旺龙,马党参.  中国冶金. 2016(01)
[10]深冷处理对W6Mo5Cr4V2高速钢红硬性的影响[J]. 吕雁文,闫献国,韩晓君,刘冈超,智红英.  金属热处理. 2015(10)

博士论文
[1]高碳高合金钢深冷处理微观结构演化及相变机理研究[D]. 谢尘.上海大学 2016

硕士论文
[1]高速钢车刀淬火及深冷处理残余应力研究[D]. 董捷.浙江大学 2014
[2]低温阀门冷态试验过程传热模拟及深冷处理设备研制[D]. 夏雨亮.浙江大学 2007



本文编号:3709890

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