微细刀具脉冲磁场强化处理方法及机理研究
发布时间：2023-03-19 21:10
微细刀具是微细切削技术中的主要组成部分。在微细加工中,微细刀具变形、摩擦磨损以及应力场、温度场均发生在一个极小尺度范围内,这就要求微细刀具的切削刃必须具有较高的强度,因此须对微细刀具进行强化处理。本文针对微细刀具强化处理中存在的问题和难点,提出使用脉冲磁场对微细刀具进行强化处理。在本研究中,综合应用材料学、电磁学、金相学、位错理论、金属切削理论等学科的理论和方法,从材料金相组织变化、位错组态变化、力学性能变化和微铣刀铣削力、刀具磨损、加工表面质量等方面出发,对微细刀具脉冲磁场强化处理方法及其机理开展了深入系统地研究,揭示了脉冲磁场强化本质规律,为微细刀具脉冲磁场强化处理技术的广泛应用提供了理论指导与技术支持。本文开展的主要研究内容与创新性成果如下:1.研究了脉冲磁场强化处理对微细刀具材料金相组织与力学性能影响规律。使用金相原位观察法分析了脉冲磁场强化处理前后高速钢材料碳化物、马氏体组织以及残余奥氏体组织变化规律,结果表明经脉冲磁化处理后,高速钢基体中碳化物数量明显增加,碳化物呈现析出、碎化以及变形三种变化形式,材料残余奥氏体含量降低,马氏体组织变细密,晶粒细化。基于马氏体相变动力学,提...
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
论文中主要符号的意义
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 磁化处理技术国内外研究现状
1.2.1 磁化处理影响材料力学性能研究概况
1.2.2 磁化处理应用于摩擦学领域的研究概况
1.2.3 磁化处理应用于金属切削领域的研究概况
1.3 主要研究内容及体系结构
第2章 微细刀具脉冲磁场强化处理研究基础
2.1 磁化基础理论
2.1.1 铁磁性材料的基本特点
2.1.2 高速钢微细刀具材料的磁化过程
2.1.3 交变磁场作用下微细刀具的趋肤效应
2.2 微细刀具脉冲磁化处理实验平台简介
2.3 本章小结
第3章 脉冲磁场处理对微细刀具材料金相组织和力学性能影响
3.1 脉冲磁场强化处理对微细刀具材料金相组织的影响
3.1.1 实验材料与方法
3.1.2 高速钢材料碳化物变化规律
3.1.3 高速钢材料晶粒以及马氏体组织变化规律
3.1.4 高速钢材料残余奥氏体变化规律
3.2 脉冲磁化处理改变刀具材料金相组织作用机制分析
3.2.1 磁场作用下马氏体相变机制
3.2.2 磁场作用下马氏体相变驱动力
3.3 脉冲磁场强化处理对刀具材料力学性能的影响
3.3.1 实验材料与方法
3.3.2 脉冲磁化处理对高速钢材料硬度影响
3.3.3 脉冲磁化处理对硬质合金材料硬度影响
3.4 本章小结
第4章 基于位错动力学的脉冲磁场强化微观机理研究
4.1 位错基本理论
4.2 脉冲磁化处理对微细刀具材料位错影响实验研究
4.2.1 脉冲磁化处理对微细刀具材料位错密度影响
4.2.2 脉冲磁场强化处理对微细刀具材料位错组态影响
4.2.3 脉冲磁化处理后高速钢试样位错组态变化机理分析
4.3 基于位错动力学的材料强化作用机制分析
4.3.1 脉冲磁场对材料位错作用力分析
4.3.2 高速钢材料脉冲磁场强化作用机制分析
4.4 本章小结
第5章 脉冲磁化处理对微细刀具切削性能影响
5.1 强化处理微细铣刀切削实验设计
5.1.1 刀具材料与工件材料
5.1.2 硬质合金微细铣刀制备
5.1.3 强化处理方式与切削性能实验设计
5.2 脉冲磁场强化处理微细铣刀磨损机理研究
5.2.1 加工铁磁性材料时微细刀具磨损机理研究
5.2.2 加工顺磁性材料时微细刀具磨损机理研究
5.2.3 加工抗磁性材料时微细刀具磨损机理研究
5.3 脉冲磁场强化处理微细铣刀切削力研究
5.3.1 加工铁磁性材料时脉冲磁场处理对切削力影响研究
5.3.2 加工顺磁性材料时脉冲磁场处理对切削力影响研究
5.3.3 加工抗磁性材料时脉冲磁场处理对切削力影响研究
5.4 脉冲磁场强化处理对加工表面粗糙度影响研究
5.4.1 加工铁磁性材料时脉冲磁场强化处理对表面粗糙度影响研究
5.4.2 加工顺磁性材料时脉冲磁场强化处理对表面粗糙度影响研究
5.4.3 加工抗磁性材料时脉冲磁场强化处理对表面粗糙度影响研究
5.5 脉冲磁场强化处理对微细铣刀切削性能影响机理分析
5.6 本章小结
第6章 微细刀具脉冲磁场强化处理工艺优化
6.1 微细刀具脉冲磁场强化处理效果影响因素分析
6.1.1 磁化方法以及磁化参数影响分析
6.1.2 刀具以及切削相关参数影响分析
6.2 微细刀具脉冲磁场强化处理工艺优化实验设计
6.2.1 正交实验因素水平选择及其它试验条件
6.2.2 正交实验排布及分析方法
6.3 微细刀具脉冲磁场强化处理工艺优化实验结果分析
6.4 本章小结
结论与展望
论文主要研究成果
论文主要创新点
未来展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
本文编号：3765983
【文章页数】：144 页
【学位级别】：博士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
论文中主要符号的意义
第1章 绪论
1.1 课题研究背景
1.2 磁化处理技术国内外研究现状
1.2.1 磁化处理影响材料力学性能研究概况
1.2.2 磁化处理应用于摩擦学领域的研究概况
1.2.3 磁化处理应用于金属切削领域的研究概况
1.3 主要研究内容及体系结构
第2章 微细刀具脉冲磁场强化处理研究基础
2.1 磁化基础理论
2.1.1 铁磁性材料的基本特点
2.1.2 高速钢微细刀具材料的磁化过程
2.1.3 交变磁场作用下微细刀具的趋肤效应
2.2 微细刀具脉冲磁化处理实验平台简介
2.3 本章小结
第3章 脉冲磁场处理对微细刀具材料金相组织和力学性能影响
3.1 脉冲磁场强化处理对微细刀具材料金相组织的影响
3.1.1 实验材料与方法
3.1.2 高速钢材料碳化物变化规律
3.1.3 高速钢材料晶粒以及马氏体组织变化规律
3.1.4 高速钢材料残余奥氏体变化规律
3.2 脉冲磁化处理改变刀具材料金相组织作用机制分析
3.2.1 磁场作用下马氏体相变机制
3.2.2 磁场作用下马氏体相变驱动力
3.3 脉冲磁场强化处理对刀具材料力学性能的影响
3.3.1 实验材料与方法
3.3.2 脉冲磁化处理对高速钢材料硬度影响
3.3.3 脉冲磁化处理对硬质合金材料硬度影响
3.4 本章小结
第4章 基于位错动力学的脉冲磁场强化微观机理研究
4.1 位错基本理论
4.2 脉冲磁化处理对微细刀具材料位错影响实验研究
4.2.1 脉冲磁化处理对微细刀具材料位错密度影响
4.2.2 脉冲磁场强化处理对微细刀具材料位错组态影响
4.2.3 脉冲磁化处理后高速钢试样位错组态变化机理分析
4.3 基于位错动力学的材料强化作用机制分析
4.3.1 脉冲磁场对材料位错作用力分析
4.3.2 高速钢材料脉冲磁场强化作用机制分析
4.4 本章小结
第5章 脉冲磁化处理对微细刀具切削性能影响
5.1 强化处理微细铣刀切削实验设计
5.1.1 刀具材料与工件材料
5.1.2 硬质合金微细铣刀制备
5.1.3 强化处理方式与切削性能实验设计
5.2 脉冲磁场强化处理微细铣刀磨损机理研究
5.2.1 加工铁磁性材料时微细刀具磨损机理研究
5.2.2 加工顺磁性材料时微细刀具磨损机理研究
5.2.3 加工抗磁性材料时微细刀具磨损机理研究
5.3 脉冲磁场强化处理微细铣刀切削力研究
5.3.1 加工铁磁性材料时脉冲磁场处理对切削力影响研究
5.3.2 加工顺磁性材料时脉冲磁场处理对切削力影响研究
5.3.3 加工抗磁性材料时脉冲磁场处理对切削力影响研究
5.4 脉冲磁场强化处理对加工表面粗糙度影响研究
5.4.1 加工铁磁性材料时脉冲磁场强化处理对表面粗糙度影响研究
5.4.2 加工顺磁性材料时脉冲磁场强化处理对表面粗糙度影响研究
5.4.3 加工抗磁性材料时脉冲磁场强化处理对表面粗糙度影响研究
5.5 脉冲磁场强化处理对微细铣刀切削性能影响机理分析
5.6 本章小结
第6章 微细刀具脉冲磁场强化处理工艺优化
6.1 微细刀具脉冲磁场强化处理效果影响因素分析
6.1.1 磁化方法以及磁化参数影响分析
6.1.2 刀具以及切削相关参数影响分析
6.2 微细刀具脉冲磁场强化处理工艺优化实验设计
6.2.1 正交实验因素水平选择及其它试验条件
6.2.2 正交实验排布及分析方法
6.3 微细刀具脉冲磁场强化处理工艺优化实验结果分析
6.4 本章小结
结论与展望
论文主要研究成果
论文主要创新点
未来展望
参考文献
攻读学位期间发表论文与研究成果清单
致谢
本文编号：3765983
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