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深冷处理提高YW1硬质合金刀片耐磨损性能的机理研究

来源：信息中心　时间：2009-2-1 10:23:38

深冷处理工艺作为提高工模具寿命的一种有效手段，已在国内外得到广泛应用。试验表明，YW1硬质合金车刀片经深冷处理后，其耐磨损性能显著提高。本文对深冷处理提高刀片耐磨损性能的内在机理进行了试验分析和理论探讨。

1 YW1刀片耐磨损性能试验

采用某厂同一批次生产的YW1硬质合金三角形可转位车刀片进行切削试验。其中部分刀片在深冷处理设备中以70 ℃/h的速度降温至-184℃ ，保温18小时后，再以70 ℃/h的速度升至室温；另一部分刀片则未经深冷处理。在相同的切削条件下(切削速度v_c=110m/min，切削深度a_p=0.5mm，进给量f=0.1mm/r)，分别用经过深冷处理和未经深冷处理的两种刀片在C6132车床上切削45钢，并通过测量后刀面平均磨损值VB，比较两种刀片的耐磨损性能。根据试验结果绘出的两种刀片的磨损曲线如Co的热膨胀系数比WC大两倍，而粘结相是硬质合金的主要破坏相，存在于Co相中的较大热应力是影响硬质合金性能的不利因素。深冷处理能使WC—Co系硬质合金获得较理想的表面残余压应力，从而提高硬质合金的耐磨损性能。为了验证上述论点的正确性，作者测量了经过深冷处理和未经深冷处理的YW1的表面残余应力值，测量结果见表4 。


摘要：研究了深冷处理可显著提高YW1硬质合金车刀片耐磨损性能的内在机理，认为YG1硬质合金中的粘结相Co发生完全的多型性马氏体转变是刀片耐磨损性能提高的主要原因。

由表4可见，经过深冷处理的YW1表面压应力值比未经深冷处理时还小。而通常压应力值越大，对刀具抗磨损性能越有利。由此可见，深冷处理提高YW1耐磨损性能的主要原因并不在于改善了其表面残余压应力值，而是由于促进了a-Co→e-Co的马氏体相变并使这一过程完全化。

4 结论

合理的深冷处理工艺可显著提高YW1硬质合金刀片的耐磨损性能。
经深冷处理后，YW1刀片的显微硬度和洛氏硬度明显提高，表明深冷处理可使YW1的微观组织结构发生改变。
X射线衍射分析结果表明，YW1经深冷处理后发生了较完全的粘结相Co的a→e转变，这是一种多型性的马氏体转变，是使YW1硬质合金刀片耐磨损性能提高的主要原因。

表4 深冷与未深冷YW1的表面残余应力值
YW1	经过深冷处理	未经深冷处理
表面残余应力(MPa)	4192.297(压应力)	4858.665(压应力)
相对差值D	D=13.72%

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