置氢TC4钛合金切削加工性试验研究

论文摘要

钛合金切削加工技术是钛合金零件制造中不可缺少的加工手段之一,但一直面临着切削效率低、刀具寿命短、加工成本高等问题。钛合金热氢处理技术可以改变室温下钛合金的力学性能和物理性能,从而改善钛合金切削加工性能。本文以经过热氢处理的TC4钛合金为研究对象,对氢致切削加工性改善机理进行了研究。本文重点从切削力、切削温度以及刀具磨损角度研究了氢致TC4钛合金切削加工改性。首先利用Kistler测力仪和自然热电偶法对置氢TC4钛合金的切削力和切削温度进行了测量,并且对置氢TC4钛合金进行了金相分析和显微硬度观察。通过上述试验,分析研究了置氢工艺对置氢TC4钛合金切削加工性的影响,确定了一种较合适的置氢工艺和置氢量范围。对在确定置氢工艺条件下得到的置氢TC4钛合金进行切削加工性试验,发现TC4钛合金中加入适量的氢可以改善其切削加工性能,降低切削温度和切削力,并且氢致改性与切削用量有密切关系;同时结合X-射线能谱（XRD）和电镜（SEM）分析,证明适量的氢可以较明显的改善刀具磨损状况,提高刀具寿命。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 TC4 钛合金及其切削加工性
• 1.1.1 TC4 钛合金化学成分
• 1.1.2 TC4 钛合金的材料性能
• 1.1.3 TC4 钛合金切削加工性
• 1.2 置氢钛合金研究现状
• 1.2.1 氢存在形式
• 1.2.2 钛合金氢处理工艺
• 1.2.3 氢对钛合金组织和性能的影响
• 1.2.4 除氢后钛合金组织性能
• 1.3 置氢钛合金切削加工性研究构想
• 1.3.1 国外相关研究分析
• 1.3.2 本文研究构想
• 1.4 本课题拟开展的工作
• 第二章 TC4 钛合金切削加工改性置氢工艺及置氢量范围的确定
• 2.1 切削力、切削温度测量原理和方法
• 2.1.1 切削力测量原理和方法
• 2.1.2 切削温度测量原理和方法
• 2.1.3 热电偶的工作原理与标定
• 2.2 切削力、切削温度试验分析
• 2.2.1 试样处理工艺介绍
• 2.2.2 试验条件与方法
• 2.2.3 切削力、切削温度分析
• 2.3 金相组织、显微硬度分析
• 2.3.1 试验条件与方法
• 2.3.2 置氢工艺对金相组织的影响
• 2.3.3 分析与讨论
• 2.4 本章小结
• 第三章 置氢TC4 钛合金切削加工性试验研究
• 3.1 刀具磨损概述
• 3.1.1 刀具磨钝标准
• 3.1.2 刀具的磨损过程
• 3.1.3 切削钛合金时刀具磨损机理
• 3.1.4 切削钛合金时刀具磨损特点
• 3.2 刀具磨损试验
• 3.2.1 试验目的
• 3.2.2 试验材料设备
• 3.2.3 试验方法
• 3.2.4 试验结果分析
• 3.3 氢对刀具磨损机理的影响
• 3.3.1 刀具磨损形貌分析
• 3.3.2 刀具磨损能谱分析
• 3.3.3 分析结果
• 3.4 切削力、切削温度试验
• 3.4.1 试验目的
• 3.4.2 试验材料设备
• 3.4.3 试验方法
• 3.4.4 切削力、切削温度的测量
• 3.4.5 试验数据分析
• 3.5 氢对TC4 钛合金切削力、切削温度改善机制
• 3.6 本章小结
• 第四章 总结与展望
• 4.1 本文的主要工作成果
• 4.2 展望
• 4.2.1 试验中的不足
• 4.2.2 对今后工作的展望
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士期间发表的主要论文