摘要:本文对金刚石砂轮平面磨削纳米结构WC/12Co涂层材料时得到的磨削力进行了试验研究,研究了涂层材料的磨削力与磨削工艺参数以及砂轮特性之间的 关系。通过各种试验研究得出,用金刚石砂轮磨削纳米结构WC/12Co涂层时,磨削力与当量磨削厚度基本成一元线性关系,它随磨削深度、工件速度的增加而 增加。当磨粒尺寸减小时,总磨削力增加,但单颗粒磨削力减小。材料以非弹性变形的材料去除方式为主。通过试验采集的数据,使用当量磨削厚度作为磨削基本参 数建立了法向磨削力理论模型。
WC/12Co涂层具有耐高温、硬度高、耐磨性好以及抗腐蚀等优点,逐渐在工业领域得到广泛的应用。超音速火焰喷涂技术由于制造工艺的特点, 可以有效提高涂层的性能,它制备涂层时,通过减小原料粉末颗粒尺寸提高涂层的性能。当粉末颗粒尺寸减小到纳米级,形成纳米结构WC/12Co涂层,涂层的 硬度和耐磨性等性能得到很大的提高,它能够应用在许多对材料性能要求较高的场合,具有广大的应用前景。
近年来,纳米材料的研究领域主要集中在纳米材料的合成制备以及材料在涂层方面的应用。然而,这些涂层的应用场合要求高表面完整性和尺寸精度, 热喷涂得到的纳米结构涂层很难直接达到最终的尺寸精度和表面完整性要求,一般需要加工。使用金刚石工具(主要是砂轮)的磨削加工仍然是目前最常用的加工方 法。
磨削加工中,磨削力是研究磨削过程的重要参数,是评价材料可磨性的重要指标。它对磨削工艺的制定和表面/亚表面磨削损伤都有影响。目前,结纳 米结构WC/12Co磨削力的研究较少,只有对立式平面磨床端面磨削纳米结构WC/12Co涂层时的磨削力进行了研究。而卧矩台平面磨床平面磨削纳米结构 WC/12Co涂层则未见研究,卧矩台平面磨床在国内应用很广。本文研究了使用金刚石砂轮平面磨削超音速火焰喷涂纳米结构WC/12Co涂层时,磨削力的 特点以及磨削参数和砂轮粒度对磨削力的影响,并对其进行分析和讨论,建立磨削力模型。