25、低温处理刀具与磨料水射流加工工艺研究

低温处理刀具与磨料水射流加工工艺研究

低温处理刀具研究

在机械加工领域，刀具性能对加工质量和效率至关重要。低温处理作为一种改善刀具性能的方法，近年来受到了广泛关注。

低温处理原理与优势

低温处理通常在 80 至 -196°C 的温度范围内进行，根据刀具材料的低温浸泡时间，可分为浅处理和深处理。这种处理能使刀具材料的机械性能得到改善，形成细小分布的碳化物，提高表面性能。对于不同类型的刀具、工具钢、合金钢、塑料和陶瓷等，低温处理都具有显著效果。

低温处理的优势在于将残余奥氏体转变为马氏体，从而提高材料的耐磨性和表面光洁度。研究表明，低温处理能延长刀具寿命，对切削力产生重要影响。刀具的稳定性和耐磨率取决于低温处理和回火处理的保持温度以及回火时间。

实验材料与方法

• 刀具制备 ：选用市售的碳化钨刀片，在低温环境中浸泡 72 小时，然后在 200°C 的感应炉中回火 2 小时。这种经过低温浸泡和回火处理（CSPT）的碳化钨刀片，表面会形成大量碳化物，具有出色的耐磨性和合适的平均表面粗糙度（Ra）。
• 工件材料 ：采用低碳 AISI 1020 钢作为测试材料，其硬度为 65 HRB（B 标度），尺寸为 ∅50 × 100 mm，在整个车削操作中保持不变。
• 实验设计 ：进行了不同切削条件下的干车削实验，考虑了切削速度、进给率和切削深度三个因素，每个因素设置三个水平。实验中使用新的刀尖进行观察，每次车削操作后，使用表面粗糙度测试仪测量表面粗糙度，通过电子天平测