14、材料加工性能研究：从刀具涂层到玻璃超声加工

材料加工性能研究：从刀具涂层到玻璃超声加工

1. 刀具涂层的摩擦学与加工性能

在刀具加工领域，为了提高刀具的性能，研究人员进行了一系列实验。在高速钢（HSS）销的顶面使用划痕测试仪创建机械微纹理，并在纹理销表面涂上石墨、CaF₂ 和 MoS₂ 固体润滑剂。进行了干滑动实验，涉及未纹理、未涂层纹理、石墨涂层、CaF₂ 涂层和 MoS₂ 涂层的纹理销。同时，使用 UT、T、T - G、T - C 和 T - M 刀具进行了加工实验。

1.1 实验结果

• 磨损性能 ：与未纹理和未涂层纹理的销相比，固体润滑剂涂层的纹理销减少了销的磨损、重量损失和磨损系数。例如，从图 11.10 可以看出不同涂层和未涂层销对磨损系数的影响。
  | 类型 | 磨损系数（10⁻³ mm³/N.m） |
  | ---- | ---- |
  | UT | 数据范围 |
  | T | 数据范围 |
  | T - G | 数据范围 |
  | T - C | 数据范围 |
  | T - M | 数据范围 |

• 最佳涂层表现 ：MoS₂ 涂层的机械微纹理销在所有涂层和未涂层销中表现最佳。在恒定负载 39.2 N 下，MoS₂ 涂层纹理销的摩擦系数比 UT 销降低了 51%。

• 润滑膜形成 ：元素成分分析证实了涂层纹理销在配合表面之间形成了固体润滑膜。
• 加工性能 ：使用固体润滑剂（石墨、CaF₂ 和