磨粒对刀具刃口钝化影响
影响刀具磨损的原因分析及改善措施
影响刀具磨损的原因分析及改善措施作者：杨启鹏来源：《活力》2009年第17期在金属切削过程中,刀具在高温条件下,受到工件、切削的摩擦作用,使刀具材料逐渐被磨耗或出现破损。
当刀具磨损达到一定程度时,容易引起震动、啸音、切削形态和颜色的改变,加工精度和表面光洁度下降,切削力和动力消耗随之增加。
所以研究刀具磨损原因,防止刀具过早、过多磨损以及如何延长刀具使用寿命,这是影响生产效率、加工成本和加工质量的一个重要课题。
刀具磨削时有以下几种磨损机理。
(1)磨粒磨损:在工件材料中存在着碳化物、氧化物和氮化物等硬质点。
在铸、锻工件表面上存在着硬的夹杂物和切屑、加工表面上粘着硬的积屑残留片,这些硬质点在切削时如同“磨粒”对刀具表面摩擦和刻划作用致使切削刃刀面磨损。
磨粒磨损时一种“机械摩擦”性质磨损,时高速钢磨损的主要原因。
(2)相变磨损:工具钢刀具在较高速度切削时,由于切削温度升高,使刀具材料产生相变,硬度降低,若继续切削,会引起前面塌陷和切削刃卷曲。
硬质合金刀具在高温(>900℃)、高压状态下切削也会因产生塑性变形而失去切削性能。
因此,相变磨损是一种“塑性变形”破损。
(3)黏结磨损:黏结磨损亦称冷焊磨损。
当刀具材料与工件材料产生黏结时,两者长生相对运动对黏结点产生剪切破坏,将刀具材料黏结颗粒带走所致。
刀面与工件间产生黏结是由于刀面上存在着微观不平度,并在一定温度条件下,刀具前面黏结着机械瘤刀面硬度降低与工件材料黏结及工件与工具元素间亲和造成的。
在高温高压作用下刀具表面层材料性能变化,当工件与刀具产生相对运动时,刀具材料的黏结颗粒被带走而形成了黏结磨损。
(4)扩散磨损:扩散磨损是在高温作用下,使工件与工具材料中合金元素相互扩散置换造成的。
如:硬质合金中的钨原子和碳原子向切屑扩散,切屑中铁、碳原子向刀具扩散,从而改变刀具表面材料,减低了刀具的硬度和耐磨性从而造成刀具磨损。
(5)化学磨损:化学磨损是在一定温度下,刀具材料与某些周围介质(如空气中的氧,切削液中的极压添加剂硫、氯等)起化学作用,在刀具表面形成一层硬度较低的化合物,而被切屑带走,加速刀具磨损;或者因为刀具材料被某种介质腐蚀,造成刀具磨损。
磨刀器对刀具切削力和切削温度的影响
磨刀器对刀具切削力和切削温度的影响引言：磨刀器是一种用于刀具磨削和磨光的工具，常用于工业加工和家庭使用。
磨刀器的目的是为了恢复刀具的锋利度，提高切削效率并延长刀具的使用寿命。
本文将探讨磨刀器对刀具切削力和切削温度的影响。
一、磨刀器对切削力的影响1. 形状恢复：刀具在使用过程中会由于磨损而造成刃口退化，使用磨刀器可以修复刃口并恢复刀具的切削性能。
通过恢复刀具的形状，使刃口与工件接触的面积减小，从而降低切削力。
因此，磨刀器对切削力的影响是通过修复刀具形状来实现的。
2. 粗糙度减小：刀具在使用一段时间后，表面会出现磨损和损伤，从而导致切削力的增加。
使用磨刀器进行修复可以去除刀具表面的磨损层，并减小表面的粗糙度。
较小的粗糙度可以减少切削时的摩擦和阻力，降低切削力。
3. 刃口角度调整：刀具的刃口角度决定了切削的切向力和主动切削力。
使用磨刀器可以调整刃口角度，从而改变切削力的大小和方向。
通过刃口角度的调整，磨刀器可以使切削力更加均匀，减小切削力的波动。
二、磨刀器对切削温度的影响1. 磨削过程中的润滑：磨刀器在刀具磨削过程中通常配备润滑系统，包括冷却液和润滑剂。
冷却液通常用于降低磨削区域的温度，减少切削时产生的热量。
润滑剂的使用可以减小切削区域的摩擦，进一步降低切削温度。
2. 刃口质量的提高：使用磨刀器修复刀具可以改善刃口的质量，并减少刀具在切削过程中的热量产生。
刀具的质量和表面光滑度会影响切削温度的大小。
经过磨刀器修复的刀具具有更好的切削性能，因此在切削过程中可以减少热量的产生。
3. 磨削过程中的热处理：磨刀器磨削刃口的过程中，会产生热量。
一些现代磨刀器配备了热处理系统，可以对刀具进行热处理，包括回火、淬火等，以改善刀具的硬度和耐磨性。
提高刀具硬度可以减少切削热的产生，从而降低切削温度。
结论：磨刀器对刀具的修复和恢复起着重要的作用，对刀具的切削力和切削温度有着直接的影响。
通过磨刀器修复刀具形状、减小刀具粗糙度和调整刃口角度，可以降低切削力。
超硬材料刀具磨损机理及增强措施研究
超硬材料刀具磨损机理及增强措施研究引言超硬材料作为一种具有高硬度和耐磨性的材料，在工业生产中得到了广泛应用。
然而，随着刀具的使用时间增长，其磨损程度也逐渐加剧，降低了切削效率和寿命。
因此，了解超硬材料刀具磨损机理，并采取相应的增强措施，对于提高刀具的使用寿命和工作效率具有重要意义。
一、超硬材料刀具磨损机理超硬材料刀具的磨损主要包括磨粒磨损、刀尖磨损和焊嵌磨损。
其中，磨粒磨损是指工件表面的硬质磨粒损伤了刀具的切削边缘，影响了刀具的切削能力。
刀尖磨损是指由于切削工件的摩擦和冲击作用，导致刀尖的形态变化和材料的脱落。
焊嵌磨损则是指在切削过程中，工件材料与刀具表面高温接触，产生摩擦和冲击力，使刀具表面局部熔化并粘附了一些工件材料。
二、增强措施研究为了提高超硬材料刀具的使用寿命和切削效率，研究人员进行了大量的研究，探索了不同的增强措施。
以下将介绍其中的三个措施。
1. 表面改性技术通过表面改性技术，可以在刀具表面形成一层硬度更高的涂层，以提高刀具的抗磨性能。
常用的涂层材料包括碳化物、氮化物和非晶态材料等。
这些涂层具有较高的硬度和耐磨性，可以有效减少切削时的摩擦和磨损。
同时，涂层还可以提高刀具的热稳定性和防护性能，延长刀具的使用寿命。
2. 刀具几何参数优化通过优化刀具的几何参数，可以改善刀具在切削过程中的应力分布，减少磨损的发生。
常用的优化参数包括刀具的刃角、刃口弯曲度和厚度等。
例如，增加刀具的刃角可以减少切削力和摩擦力，从而减少刀具的磨损。
此外，合理设计刃口的弯曲度和厚度也可以提高刀具的强度和刚度，增加其抗磨损性能。
3. 切削液的选择与应用切削液是切削过程中重要的辅助手段，可以降低切削时的摩擦和热量，减少刀具的磨损。
在选择切削液时，应考虑材料的切削性能和对环境的影响。
一般来说，带润滑和冷却功能的切削液对刀具磨损有较好的抑制作用。
同时，合适的切削液还能起到冷却刀具、清洁切削区域、减少切屑粘附等作用，提高刀具的工作效率和寿命。
基于EDEM的刀具刃口钝化研究
基于EDEM的刀具刃口钝化研究刘威;赵雪峰;张啸尘【摘要】刀具钝化通过改变刀具刃口形状提高切削过程的稳定性、提高刀具使用寿命和已加工表面质量.通过EDEM离散元方法建立硬质合金立铣刀的刀具刃口钝化模型,研究刀具钝化速度和钝化时间对刀具刃口磨损量的影响规律,为刀具钝化刃口优化提供理论依据,并为实现高速高效切削加工技术奠定基础.【期刊名称】《现代机械》【年(卷),期】2017(000)001【总页数】4页(P1-4)【关键词】刀具钝化;EDEM;钝化速度;钝化时间【作者】刘威;赵雪峰;张啸尘【作者单位】贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550025;贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550025【正文语种】中文【中图分类】TG714;TH164刀具钝化可以通过改变切削刃的轮廓、微观形貌和刃区的微观结构，消除刃磨过程中造成的微观缺陷，以达到改善刀具切削性能、提高刀具使用寿命和加工表面质量的目的。
刀具刃口钝化采用立式旋转钝化方法，成组刀具在分散固体磨粒中进行行星运动，通过固体磨粒对刀具刃口的冲击碰撞，达到去除刃口微观缺陷的目的，实现刀具刃口钝化。
刀具刃口钝化方法比较多，国内外关于刀具钝化的研究比较少。
E. Uhlmann[1]研究了采用立式旋转钝化法钝化微切削刀具，结果表明合适的刀具刃口钝化可以减少刀具磨损。
山东大学贾秀杰[2]等通过单因素试验研究不同切削参数下刀具钝化引起的切削力及粗糙度的变化规律。
北京理工大学闫建国等[3]研究了刀具刃口的电解强化方法。
大连工业大学蔡晓等[4]采用电化学加工方法对硬质合金刀片进行刃口钝化，验证了当钝圆半径为30 μm时，刃口均匀性良好。
随着接触力学和数值计算方法的飞速发展，离散单元法(discrete element method, DEM)已经成为分析离散的颗粒和几何体之间相互作用的重要手段[5-8]。
国内外采用EDEM进行仿真的比较多，但是用于刀具刃口钝化的研究比较少。
金刚石刀具刃口的钝化原理
金刚石刀具刃口的钝化原理
金刚石刀具在使用过程中，刃口会因为摩擦、磨碎等原因产生钝化。
钝化是指金刚石刀具刃口表面的结晶体被摩擦或磨碎，使其变得平滑，失去了切割或磨削的锋利度。
钝化主要有以下几个原理：
1. 疲劳磨损：刃口在使用过程中受到不断的摩擦和压力作用，使得金刚石结晶体出现裂纹、磨损等现象，最终导致刃口变钝。
2. 磨粒堆积：在切削或磨削过程中，金刚石刀具表面随着磨粒和被加工材料的摩擦，磨粒会聚集在刃口处，形成一层摩擦层，阻碍了新的磨削过程，导致刃口钝化。
3. 焊接磨损：在高温和高压下，金刚石刀具的刃口可能与被加工材料发生焊接现象，使金刚石结晶体受到严重的热变形和应力，导致刃口钝化。
4. 渗碳作用：金刚石刀具在高温和高压下，被加工材料中的元素可能渗透进入金刚石结晶体内部，与金刚石发生化学反应，改变其晶格结构，使刃口变得钝化。
总之，金刚石刀具刃口钝化是由于摩擦、磨碎、疲劳、热变形等因素的综合作用而导致的。
为了延长金刚石刀具的使用寿命，需要定期对刃口进行磨削、修复和保养。
磨削中砂轮的“正常磨损”、“磨粒脱落”、“切屑堵塞”、“磨粒钝化”四种形态
磨削中砂轮的“正常磨损”、“磨粒脱落”、“切屑堵塞”、“磨粒钝化”四种形态简介磨削中的砂轮状态可分为“正常磨损”、“磨粒脱落”、“切屑堵塞”、“磨粒钝化”等四种形态。
观察目前正在使用的砂轮状态，将砂轮调整为更为适合的状态是改善磨削工序的第一步。
［1］正常磨损•进行磨削加工时，磨粒切削刃一旦钝化，会增加磨削阻力，导致磨粒裂开，适度地出现新的切削刃，从而再次恢复到原先的切削锋利度。
这种通过切削刃的适度更替保持磨削有效性的状态被称为正常磨损。
•在正常磨损状态下磨粒的切削刃之间可以保持适当的间隔，切屑不会焊着。
此外，砂轮的磨损远远少于磨粒脱落状态，加工面良好，可实现高加工精度。
•磨削阻力比磨粒脱落形态大，但比切屑堵塞及磨粒钝化形态小。
［2］磨粒脱落•该现象在设定的磨削条件下，使用的砂轮的硬度变软时发生。
固定磨粒的结合桥由于承受不住施加在磨粒上的磨削阻力而折损，磨粒以与原粒相近的大小脱落的状态被称为磨粒脱落。
•在这种情况下，磨粒切削刃之间的间隔大，可一直使用锋利的切削刃进行磨削，切削锋利度良好。
另一方面，砂轮磨损大幅增加，砂轮表面变粗糙，砂轮形状破坏，从而导致加工精度和加工面粗糙度明显变差。
•［3］切屑堵塞•砂轮的气孔堵塞，没有可让切屑排出的缝隙的状态被称为切屑堵塞。
气孔堵塞有两种情况：一种是对铝、铜、不锈钢等软粘材料进行磨削加工时，切屑卡住并附着在磨粒切削刃顶端；另一种是对铸件或石材等进行干式磨削时，切屑难以排出从而堵塞在气孔中。
无论是哪一种情况，磨削阻力都会变大，易于产生振动，且加工面上常常会产生“微小缺损”和“振纹”。
•［4］磨粒钝化•磨粒的切削刃磨损而变得平滑，切削锋利度低下的状态被称为磨粒钝化。
在磨削条件下，在硬度过硬、磨粒硬度过低，或砂轮使用时的线速过快的情况下发生。
在磨粒钝化状态下，进行磨削加工的同时磨粒的切削刃钝化，切削锋利度极低。
•因此，磨削阻力和磨削热度增大，从而产生振纹和磨削烧伤。
•。
锋利刃口钝化失效方式及机理
第18卷 第1期1997年 3月金 属 热 处 理 学 报TRANSACTIONS OF METAL HEAT TREATMEN T Vol.18 No.1March 1997锋利刃口钝化失效方式及机理卢锦德 张云龙(贵州工业大学)本文收到日期:1996年5月17日初稿,1996年8月6日修改稿本文联系人:卢锦德,男,1938年生,副教授,贵州省贵阳市(550003)贵州工业大学冶金系摘 要 用45钢、60钢和GCr15钢制成标准刃口进行切割锋利度试验。
扫描电镜观察表明,刃口失效方式有粘着磨损、疲劳磨损、磨粒磨损、流变、卷刃和崩刃等。
分析讨论了刃口钝化机理,指出了失效方式与材料组织及力学性能的关系。
关键词 刃口 钝化 失效分析锋利刃口在服役过程中切割功能逐渐下降以致失效的过程,实际上是刃口钝化的过程。
文献[1]揭示了刃口钝化的三个阶段,即不稳定钝化阶段、稳定钝化阶段和迅速钝化阶段。
提出刃口锋利度可分为初始锋利度S P in ,实际锋利度S P N 和本质锋利度S P e 。
本质锋利度S P e 或钝化系数n 可作为衡量刃口材料抗钝化失效能力的参量。
鉴于有关刃口钝化失效机理的报道甚少[2,3],本文着重探讨刃口钝化失效方式和机理,以期对刃口产品的选材和强韧化工艺的制定提供有指导意义的资料。
1 试验方法试验材料为45钢、60钢和GCr15钢,试样淬火后于不同温度回火(180～650℃)。
试样几何尺寸见表1。
锋利度测定在SP 282240型锋利度试验机上进行,载荷为12N 和6N ,切割材料为8229型红胶棒(<50mm ),硬度为邵氏70。
锋利度试验结束后,用扫描电镜观察标样刃口的失效特征。
表1 标准刃口T able 1 Stand ard edge参 量双面刃口标准化单面刃口标准化θ/(°)21±12416±1S /mm01002～010********～010025P /N 126注:θ角用石腊复型在显微镜下测定;S 在显微镜下放大800倍观察;单面刃(GCr15钢);双面刃(45钢、60钢)图1 标准刃口Fig.1 Standard edgea )double plane ,b )single plane2 刃口钝化失效方式扫描电镜观察发现在本试验条件下刃口的主要失效方式有以下几种。
钝化参数对刀具刃口钝圆半径影响的研究
来稿日期：2019-07-21 基金项目：国家自然科学基金(刀具非对称刃口钝化机制与对切削性能影响的研究（51665007） 作者简介：赵雪峰，(1979-），女，河南驻马店人，博士研究生，副教授，主要研究方向：先进制造技术及工艺研究；
刀具刃口钝化及益处
度 、方 向 、周 期 时 间 、接 触 深 度 及 中心 线 位 置
尼龙 毛刷 可 有 多种 型 式 。 刷
丝 可 呈 直 线 或 弯 曲型 ，其 截 面 可
以 是 圆 形 或 矩 形 ，并 根 据 应 用 的
提 高 刀 具 刃 口强 度 。如 果 不 在 涂 不 同 ，可选 择 多种 刷 丝 直径 。针
试 验 来 确 定
（吴 志 刚 译 ）
８
层 前 进 行 钝 化 处 理 ，刀 具 会 崩 刃 对 不 同 的 应 用 场 合 ，毛 刷 中采 用
并 露 出基体 材料 ，导 致缩短 刀具 的磨Leabharlann 变化 也 很大 ，可 以是碳 化
寿命和 降低切 削效率。钝化 后刃 硅 、氧化 铝 、陶 瓷 和 金 刚 石 。
口使 刀 具 表 面 光 洁 度 得 以 改 善 ，
当刃 口很 锋 利 时 ，磨 削 砂 轮
可 减 小 摩 擦 并 有 利 于 排 屑
离 开 刃 口时 会 因磨 屑 作 用 使 刃 口
未 涂 层 刀具 也 会 因在 刃 口产 产 生锯 齿 形 。 这 是 因为 此 时 刃 口
生 可 控 半 径 而 受 益 。
处 没 有推 力 支 撑 使 磨 屑 被 剪 切 而
当钝 化 工 艺 确 定 时 ，不 同 零
刷 磨损 时 ，会有 新 的磨料 露 出来 件 的 钝 化 精 度 可 以 控 制 在
与 工件 相 互作 用 。 弹 性 刷 丝 相 当 ０．０００１“。
于柔性 锉 刀 ，均 匀地 覆盖 并锉 削
刃 口可 通 过 几 种 不 同 方 法 来
刀 片 刃 口。
硬质合金刀片刃口钝化技术的优点介绍
硬质合金刀片刃口钝化技术的优点介绍硬质合金刀片被广泛应用于金属切削、木工加工、石材切割等领域。
在长时间使用后，刀刃的锋利度会逐渐降低，这时就需要进行刃口修整。
传统的修整方法是采用磨削技术，但是磨削会产生高温和大量的摩擦，容易导致刀刃表面质量下降、刃口变形、刃口损失等问题。
因此，研发一种能够避免以上问题且具有优异刃口再现性的刃口钝化技术对提高硬质合金刀片刃口使用寿命具有重要意义。
硬质合金刀片刃口钝化技术的优点1. 无磨削损失钝化技术使用电化学过程取代了传统的磨削方式，避免了高温、高速、振动等因素对刀刃表面的影响，能够在不产生刃口变形和表面粗糙度提高等问题的情况下完成刃口的维护和修整，从而减轻了磨削对原有的刃口所带来的损失。
2. 精度高钝化技术的钝化时间和钝化电流可以控制，能够实现钝化质量的可控制和可预测性。
在不同的钝化条件下，可以得到不同的刃口修整状态和表面的特征，根据这些特征可以得到更精确的切削参数和更优化的切削工艺。
3. 具有再现性与传统的手工磨削方法相比，钝化技术更具有再现性。
通过采用合适的钝化参数，可以确保刃口的精度和表面质量都是稳定的，这可以提高刀片的使用寿命并且缩短工艺上的时间。
4. 环保传统的磨削方法会产生大量的废料和二手污染，而钝化技术只需使用电解液和电源，不仅减御对环境的污染，同时节约了能源和人力资源。
硬质合金刀片刃口钝化技术的操作步骤1.将钝化设备连接到判断刀片地方，确保电源、水源等外部条件满足要求。
2.按照钝化工艺标准调整好钝化电流、电压、时间等参数。
3.将刀片装入钝化设备内，启动钝化设备，开始钝化修整。
4.钝化过程中需要不断地观察刀片表面的状况，调整电流、电压，确保刀刃表面得到合适的钝化状态。
5.钝化完成后，取出刀片进行清洗等善后工作，并记录下钝化参数、刃口的特征等数据。
硬质合金刀片刃口钝化技术应用实践以某公司硬质合金刀片刃口钝化技术的应用为例，该公司在钝化设备、设备调控、钝化工艺及刀片检测等方面进行了突破性创新，克服了加工过程中易造成表面变形、沉积、氢脆破裂等问题，能够在快速、高效、环保的同时提供高品质的刃口修整服务。
刀具刃口钝化技术的探讨 (1)
很窄的负后角棱边．切削时增大刀具与工件的接触面积，消除切削过程振动。
用于工艺系统刚性不足时所用的单刃刀具。
４）白刃：在刃口附近的后刀面上磨有一条后角为Ｏ。
的窄边或刃带，可起到支撑导向和挤压光整作用，用于饺刀、拉刀等多刃刀具。
５）倒园刃：在刃口上刃磨或钝化成一定参数的园角，增加刃口强度，提高刀具寿命，用于各种粗加工和半精加工的可转位刀具。
２．刃口钝化形状：（见图２）圃弧型刃口Ｘ瀑布壁刃口图２两种钝化刃口形状刃口钝化几何形状，对刀具寿命有很大影响：一种为圆弧型刃口，在刃口转角处形成对称元弧，占８０％以上的刀具所采用，适用于粗精加工。
一种为瀑布型刃口，在刃口转角处的顶面与侧面比率一般为２：１，为不对称圆弧，适用于恶劣的冲击性加工。
刀具刃口钝化技术，其目的就是解决上述刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷，使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的。
根据不同的加工条件，合理选择刃口型式与参数，并紧紧与刃口钝化参数的选择相组合，正确处理好刀具”锐”与“固”的关心，“锐”是刀具切削加工必须具备的特征，同时考虑刃口的“固”也是为了更有效的进行切削加工，提高刀具寿命，减少刀具的消费费用。
三、刀具钝化方法的发展趋势１．手工钝化最早的钝化工具是从皮子和石油开始，如到理发馆刮脸．理发员在皮子上鐾刀，使刀刃更．力口锋利耐用。
而在机械加工方面所用的刀具，我们的前辈有了很多丰富的鐾刀经验．效果非常显著。
举例如下：１）粗加工时，一把新刃磨好的刀具鐾刀可以减少初级磨损阶段磨损值，在正常磨损阶段后期鐾刀，仍可再延长正常磨损阶段，一般刀具寿命提高０．５倍以上。
２）精加工石油铰刀时，未经鐾刀其内孔表明有时达不到图纸要术，精心鐾刀后表面粗糙度可稳定Ｒａｌ．６—０．８“ｍ，同时刀具寿命可提高１倍左右。
３）精刨机床导轨．采用负前角宽刃压光刀，其前后刀面必须经过平板精心研磨，提高了表面质量才能保证刃口锋利平直，导轨加工表面粗糙度可稳定达到ＲａＯ．８“ｍ以下。
磨料电解加工在硬质合金刀具刃口钝化上的应用
磨料电解加工在硬质合金刀具刃口钝化上的应用李铸宇;王洪阳;宿好阳;刘海宇【摘要】常用机械式刃口钝化存在效率低、工具损耗严重等缺点.利用电化学尖端效应结合磨料去除氧化膜,将磨料电解加工应用于硬质合金刀具钝化,可精确地加工出圆弧形刃口.扫描电镜分析表明,钝化消除刃口微小崩刃缺陷和附近前/后刀面磨削痕迹,表面粗糙度由钝化前0.31μm减小到0.14μm,刃口表面质量明显改善.对刃口附近出现微米级的腐蚀微坑做能谱分析,发现钴由钝化前5.8％减小到0.6％,表明富钴区域优先电解.微坑内存在较多杂质元素K、Cl、Na、N是电解质的残留,表明钝化后应加清洗工序.相同切削用量下的对比钻削实验,磨料电解钝化的钻头刃口磨损量略低于毛刷式钝化的钻头.【期刊名称】《大连工业大学学报》【年(卷),期】2019(038)002【总页数】5页(P141-145)【关键词】磨料电解;硬质合金;刃口钝化【作者】李铸宇;王洪阳;宿好阳;刘海宇【作者单位】大连工业大学机械工程与自动化学院,辽宁大连 116034;大连工业大学机械工程与自动化学院,辽宁大连 116034;浙江精功科技股份有限公司,浙江绍兴312030;大连工业大学机械工程与自动化学院,辽宁大连 116034【正文语种】中文【中图分类】TG713.10 引言硬质合金硬度高、耐磨性好，大量用作切削刀具材料，但其抗冲击性和韧性并不好，精密磨削后切削刃依旧存在不同程度的微观缺陷[1]。
刃口钝化作为刀具制造后期的关键工序近年来得到广泛关注[2-5]，采用各种机械的方法，在刃口形成数十微米的平面或圆弧倒角。
实验表明，缺少钝化的硬质合金刃口，原有的微观缺陷在切削过程中极易扩张[6]；或钝化的尺寸不当，造成切削力过大，使刀具早期崩刃或剧烈磨损，极大降低刀具的耐用度[7]。
常用钝化方法包括毛刷式[8]和磨料搅拌式[9]，毛刷式钝化是带磨料的尼龙毛刷盘旋转，将埋入毛刷中的刀具尖部研磨抛光；搅拌式是将刀具埋入装有磨料的砂箱中，动力头带动多组刀具同时公转和自转，磨料与刀具发生相对运动，将刀具表面研磨抛光。
硬质合金刀具刃口钝化方法的研究
硬质合金刀具刃口钝化方法的研究发布时间：2021-05-31T13:47:46.527Z 来源：《基层建设》2021年第3期作者：刘晓海[导读] 摘要：刀具刃口的钝化能够增强刃口强度，对刀具的使用和维护具有重要意义。
河冶住商工模具有限公司河北石家庄 050000摘要：刀具刃口的钝化能够增强刃口强度，对刀具的使用和维护具有重要意义。
但是目前部分硬质合金刀具刃口钝化方法仍具有许多问题。
为解决这些问题，需要根据磨料水射流理论对硬质合金刀具刃口钝化机制进行分析。
本文先论述了刀具刃口钝化的含义及其重要性，再对硬质合金刀具钝化机制进行探究。
关键词：硬质合金刀片；刃口钝化；研究随着时代进步，新型刀具材料也得到了发展，刀具的性能也有了更高要求。
刃口钝化对于刀具的使用性能重要影响，故刃口钝化方法也随之不断发展。
但是目前部分刀具的刃口钝化方法不适用于硬质合金刀具，故需要对硬质合金刀具刃口钝化的机制和方法进行深入研究。
一、刀具刃口钝化的含义和重要性1.1刀具刃口钝化的含义刀具刃口钝化处理是对刀具刃口进行加工处理，使刃口具有一个特定的轮廓形状，以此来改善刀具刃口的形貌、使刃口表面能够适应刀具的使用性能以及加工过程中的接触，对提高刀具性能有着重要作用。
1.2刀具刃口钝化的重要性在对刀具刃口进行钝化处理前，多数刀具刃口都存在着一定的缺陷，会影响刀具后续加工过程的顺利进行，甚至会导致刀具损坏，对刀具刃口进行钝化处理则能够有效改善这一情况。
对刀具刃口采用合适的钝化方法达到合适的钝化效果，能够解决刃口缺陷、提高刀具刃口的强度和刃口表面的光洁度，同时能够为后续刃口表面涂层沉积工作做准备，从一定程度上提高了刀具刃口质量、延长了刀具的使用时间。
二、刀具刃口钝化方法存在的不足目前市场上应用的刀具刃口钝化方法主要包括喷砂法、毛刷法、研磨法和电化学方法等，这些方法大体上能完成刀具刃口钝化工作、使刀具性能加强，但是在实际使用过程中，仍存在着一些不足之处，主要表现在以下几个方面：第一，以上钝化方法难以对整个钝化处理过程中的刃口几何参数严格控制，导致钝化后的刀具刃口性能不能达到最佳效果。
硬质合金刀具钝化标准
硬质合金刀具钝化标准
硬质合金刀具钝化标准包括刃口钝化参数对钝圆半径的影响规律，如钝化速度、钝化时间、磨粒粒度、磨粒类型等。
钝化技术的目的在于解决刃磨后的刀具刃口微观缺口的缺陷，使其锋值减少或消除，达到圆滑平整，既锋利坚固又耐用的目的。
此外，实验结果表明钝化时间以及主轴转速是影响钝化效果的主要因素，其次为磨料刷粒度以及接触长度。
然而，请注意，虽然提供了一些关于硬质合金刀具钝化的信息，但具体钝化标准可能会因地区和行业而异。
因此建议您参考当地或行业标准以确保准确性。
硬质合金车刀的磨钝标准
硬质合金车刀的磨钝标准
硬质合金车刀是用于高速切削的一种刀具，其磨钝标准是指在使用一定时间后，刀具的切削性能会逐渐下降，需要重新进行磨削。
一般来说，硬质合金车刀的磨钝标准包括以下几个方面：
1. 切削力增大：当刀具磨钝时，其切削力会明显增大，导致切削温度升高，影响工件质量和切削效率。
2. 表面质量下降：由于刀具磨钝后，其切削刃口变钝，容易产生毛刺、振纹等表面缺陷，降低工件的表面质量。
3. 刀具寿命缩短：当刀具磨钝后，其使用寿命会明显缩短，需要频繁更换刀具，增加生产成本。
4. 切削速度降低：由于刀具磨钝后，其切削能力下降，需要降低切削速度以保证加工质量。
因此，在使用硬质合金车刀时，需要注意定期检查刀具的磨损情况，并根据具体情况进行磨削或更换刀具。
一般来说，当刀具的切削力超过额定值的20%以上时，就需要考虑进行磨削或更换刀具了。
此外，还需要注意保持刀具的良好状态，避免过度磨损和损坏。
为什么刀具要钝化处理
为什么刀具要钝化处理
一、刀具钝化目的:
1.延长刀具的使用寿命。
2.提高机床的加工效率和精度。
3.降低工件的表面粗糙度。
二、刀具钝化效果：
1.刃口的圆化、去除刃口毛刺、达到精确一致的倒圆效果。
2.刃口毛刺容易导致刀具磨损、加工工件的表面变得粗糙。
3.经钝化处理后，刃口变得很光滑，极大减少崩刃，工件表面光洁度也会提高。
三、对排削槽的抛光处理：
1.对刀具凹槽均匀的抛光，提高表面光滑质量和切削性能。
2.槽表面越平整光滑，排屑效果就越佳，就可以实现更高速度的切削，切削变得更流畅。
四、刀具钝化抛光的方式
1.毛刷。
2.喷砂。
3.拖拽式抛光机。
其中毛刷与拖拽式的应用最为广泛。
刀具磨损及磨钝标准
• 机理：
刀具变钝，摩擦过大，切削力与切削温度迅速增长。 ----------------------------------------------
20
磨钝标准的定义：刀具后刀面磨损带中间的平均 磨损量VB允许达到的最大磨损尺寸。（P54表4-1）
精加工刀具，以沿工件径向的刀具磨损尺寸作 为刀具的磨钝标准，称为刀具的径向磨损量NB。
----------------------------------------------
30
添加剂
4.3 切削液
◆ 油性添加剂 ◆ 极压添加剂 ◆ 表面活性剂
切削液的选用
◆ 按工件材料选用 ◆ 按加工要求选用 ◆ 按刀具材料选用 ◆ 按加工方法选用
----------------------------------------------
33
----------------------------------------------
34
• 1.机械擦伤磨损 如图5—1所示，车刀在切除工件上金属层使之转变成切屑，并形成加工表
面过程中，在有压力接触的前刀面与切屑之间、后刀面与工件表面之间的相对运 动中，当工件和切屑k的硬质点(如碳化物和积屑瘤碎片等)流经刀具表面时，就像 砂轮亡的磨粒一样，在前后刀面上划出间痕或擦掉一些刀具材料，使刀具磨 第144页损，这种机械擦伤磨损又称磨粒磨损。
----------------------------------------------
28
----------------------------------------------
29
切削液的作用
4.3 切削液
（1）冷却作用 （2）润滑作用 （3）清洗作用 （4）防锈作用
刀具刃口钝化加工及新发展
刀具刃口钝化加工及新发展一、刀具刃口影响因素、钝化方法和目的 影响硬质合金刀具性能变化的因素有很多，如硬质合金牌号、加工质量、使用条件(如机床条件、毛坯条件)等。
还有一个很重要的因素常常被忽视，即刃口的微观几何形状。
刃口钝化有许多不同的途径：振动钝化、用金刚石油石手工加工、介质钝化、研磨浆钝化、用含有磨料的橡胶轮钝化、干或湿的喷砂法钝化、翻滚钝化和毛刷钝化等。
刃口钝化的主要目的是在刀具和工件之间形成这样一种接触面，通过这种特有的接触面，在承受切屑流动、切削速度、进给压力和其它加工变化时，它是最坚固、最结实的。
刃口钝化的尺寸和形状，由加工工序对刀具产生的压力大小来决定。
对于给定的应用条件，钝化得太大，切削时刀具所受压力也随之变大，在加工中产生的热量就会增多，致使刀具寿命变短。
反之，如果钝化得太小，刀具切削刃会变得脆弱，经受不了切削压力。
一般正常的刃口钝化带是均匀一致的，它是一种微小的圆形刃口。
在加工时，其尺寸和几何形状要非常精确。
目的是使切削刃的强度和性能达到最佳。
正确的刃口强化有以下优点：延长刀具寿命：硬质合金刀具的刀刃必须能经受巨大的压力，可以通过控制这个压力和可预知的缓慢磨损的方法,确定刀具寿命和磨损速度。
另外，刀具寿命很大程度上取决于工件材料。
在某些应用场合，正确地钝化刀刃能改善刀具寿命200%或更多。
虽然对钝化的好处人们已认识了很多年，但钝化过程还未被完全控制，刀具性能仍然受到钝化结果的影响。
即使像近几年出现的超精密数控刀具，用户使用中也经常会遇到因刀刃形状不当所带来的问题。
二、钝化的刃口型式与尺寸1、钝化的刃口型式分：a、圆弧型钝化： 刃口强化的几何形状对刀具寿命有很大影响，目前，80%以上的刀具钝化都用圆弧型钝化，所以应优先采用圆弧型钝化。
这个圆弧位于刀刃转角处。
这种钝化形成一个对称的圆弧，它在刀具顶面和刀具侧面是相等的。
b、瀑布型钝化：它的圆弧相对于刀具顶面是歪斜的，刃口的前角面和后角面的比率一般为2：1。
高速切削过程中的刀具磨损分析
高速切削过程中的刀具磨损分析一、引言高速切削是现代制造业中重要的加工技术之一，它能够大幅度提高生产效率和产品质量。
而刀具是高速切削中至关重要的工具，刀具磨损是影响切削质量和加工效率的重要因素。
本文将深入研究高速切削过程中刀具磨损的原因和分析方法。
二、刀具磨损原因1. 磨粒磨损磨粒是工件表面的微小颗粒，高速切削中，磨粒会附着在刀具表面，随着刀具与工件的摩擦，刀具表面受到磨粒的磨损，导致刀具寿命缩短。
磨粒的来源可以是工件材料本身的颗粒，也可以是切削液中的杂质等。
2. 硬度不匹配在高速切削过程中，工件和刀具的硬度差异会导致刀具的磨损。
如果工件的硬度过高，会对刀具产生较大的切削力，导致刀具表面磨损严重。
同时，过高的切削速度也会增加刀具的磨损。
3. 温度效应高速切削过程中，刀具表面会受到高温的影响，导致刀具的热膨胀和热涨落。
这些热变化会导致刀具表面的细微变形和应力集中，最终导致刀具的磨损。
4. 切削力和震动切削力是高速切削过程中产生的力，它会导致刀具的弯曲和振动。
刀具在振动中与工件的接触面积增大，导致刀具表面材料疲劳和剥落，加速刀具的磨损。
三、刀具磨损分析方法1. 微观表面分析通过对刀具表面的显微结构分析，可以观察到刀具微观磨损的形态和特征。
可以使用光学显微镜、扫描电子显微镜等设备，观察刀具表面的磨痕、裂纹和变形等。
通过对磨损特征的分析，可以判断刀具磨损的主要原因。
2. 瑕疵检测通过对刀具表面瑕疵的检测，可以分析刀具磨损的程度和形式。
可以使用红外无损检测、超声波检测等技术，对刀具表面的微小裂纹和伤痕进行检测。
通过检测结果可以判断刀具的剩余寿命和使用情况。
3. 化学分析通过对刀具表面和切削液中主要元素和化合物的成分分析，可以了解刀具磨损的化学机理。
磨粒的成分分析可以帮助确定磨粒的来源和对刀具的磨损程度。
切削液中杂质的成分分析可以判断杂质对刀具的磨损效果。
4. 数值模拟数值模拟是一种常用的刀具磨损分析方法，通过使用有限元法等数值分析工具，对刀具和切削过程进行模拟计算。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
磨粒对刀具刃口钝化影响
李瑞，李银燕
【摘要】为了研究磨粒对刃口钝化影响，介绍了钝化的实质及磨损的理论，然后用ABAQUS软件对单磨粒与刃口材料的作用进行仿真，结果表明刀具刃口的钝化是固体磨料以一定速度对刃口冲击所造成的材料损耗，影响刃口钝化的主要因素有磨料粒度、硬度、质量和速度等方面。
【期刊名称】现代机械
【年(卷)，期】2017(000)001
【总页数】4
【关键词】磨粒刃口磨损钝化ABAQUS
0引言
刀具制造过程中，即使通过仔细刃磨，切削刃刃口还是会出现不同的缺口,刀具刃口钝化就是把刃口较为锋利并具有一定微观缺陷的刀具切削刃加工成具有特定几何形状的加工过程z从而使刀具的各项性能和寿命得到提高。
磨料对于刀具的钝化起看重要的作用。
磨料对刀具的钝化作用属于材料的微切削理论。
含磨粒的刀具刃口钝化法由于其具有较好的重复性、较高的质量、较低的成本等优点，成为当今世界主流的刃口钝化方法。
通过刀具和磨粒的相对运动达到刃口钝化，磨粒多采用SIC、CBN及金刚石颗粒。
目前关于磨粒作用机理研究的比较少,主要有固体粒子冲蚀磨损硏究进展［1］、磨粒冲击的数值分析方法［2］、磨粒微切削原理［3］、微观组织对磨料影响⑷、磨粒磨损的仿真［5］
国外大多采用高效机械钝化方法,主要有Geber公司的含磨料尼龙刷法钝化、。