淺析激光熔覆高速鋼刀具制備工藝過程

發布時間:2021-12-23

高速鋼刀具擁有較好的切削加工性能,在機械加工行業中得到廣泛應用。高速鋼退火溫度一般為860~880℃,在加工一些硬度較高的材料時,切削溫度往往達到1000℃,會出現刀具硬度下降而不能滿足加工要求的狀況。在切削加工過程中,刀具要承受沖擊、振動負荷和強烈摩擦,導致高速鋼刀具在使用過程中經常出現磨損、卷刃、崩刃或折斷等現象。目前常用的高速鋼刀具一般是整體式,當刃帶磨損后只能報廢,增加了使用成本。

刀具表面強化處理是提高刀具耐磨性及其使用壽命的重要途徑之一。激光熔覆技術是近年來迅速發展起來的一種材料表面改性技術,可獲得高硬度的表面改性涂層,對工作環境要求低、工件加工后變形小,適合局部區域和復雜區域,具有常規技術達不到的優良特性。

經激光熔覆后的刀具切削刃部位具有較高的強度、硬度和耐磨性,并保持了基體的強韌性,較好地解決了高速鋼刀具硬度和強韌性的矛盾,提高了高速鋼刀具的切削性能。

激光熔覆高速鋼刀具制備工藝過程中,應特別注意:避免熔覆層出現裂紋。裂紋產生的主要機理是熔覆層冷卻固化收縮時受到基體的約束而形成內應力,當局部內應力超過材料的強度極限時,就會產生裂紋。通過對高速鋼刀具進行熱處理來減少熔覆層與基材間的溫度梯度。在合金粉末中加入一些起粘接作用的成分,如Co、Mo和稀土。Co、Mo的加入可提高合金的潤濕性,有利于降低熔覆層在冷凝過程中的熱收縮應力。稀土使合金層韌性提高,組織晶粒細化,從而減少裂紋的產生。此外,優化合金粉末配方與激光工藝參數均可改善熔覆層的性能,減少裂紋產生。

在激光熔覆高速鋼刀具的制備中,粉末材料消耗少,對稀有金屬材料的需求較低,符合節能環保的要求。隨著科技的不斷發展,可以預見激光熔覆技術將會對高速鋼刀具的性能改進產生重要影響。

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