磁化處理對高速鋼刀具材料性能影響

蒼 鵬， 劉 靜， 母德強， 王立威

（長春工業大學機電工程學院，吉林長春 130012）

0 引 言

在金屬切削加工中，提高刀具耐用度和切削效率及加工質量一直是人們十分關注的一個重要問題。提高刀具壽命的方法有多種，如合理選用刀具材料及其幾何參數和切削用量，對刀具進行各種表面強化措施等，但每一種方法都存在著不足之處。

磁化處理法就是一種使刀具經過磁化處理后進行切削的方法。實踐證明，磁化處理方法簡單，使用方便，不需要昂貴的設備投資和機床改造就可以使刀具壽命得到較顯著的提高［1－8］。

文中利用脈沖磁場對高速鋼材料進行處理，對處理前后的樣件進行耐磨性和沖擊韌性實驗研究。

1 脈沖磁化處理高速鋼的耐磨性實驗

1.1 高速鋼耐磨性實驗設計

磨損試驗機：M-200型。

實驗試樣：高速鋼W6Mo5Cr4V2，φ30mm滾輪。

實驗參數如下：

1）負載：50kg；

2）試樣軸轉速：下試樣軸轉速400r／min，上試樣軸轉速360r／min；

3）測量時間間隔0.5h。

滾輪經過雙向脈沖磁化處理后進行實驗，采用稱重法評定刀具材料的磨損量，以評價試樣磁化處理前后的耐磨性能。磨損后稱量前試樣用丙酮浸泡去油污并烘干，用精度達萬分之一的分析天平稱量，保證試驗數據準確。

試驗的磨損量：

式中：ωn－1——試樣在磨損前的重量；

ωn——試樣在磨損后的重量。

1.2 高速鋼耐磨性實驗分析

實驗1：試樣未經磁化處理，高速鋼磨損實驗數據見表1。

表1 未磁化處理高速鋼磨損實驗數據

實驗2：試樣經脈沖磁化處理，樣件未消磁處理，磁場強度Br＝320Gs，實驗數據見表2。

表2 磁化處理未消磁高速鋼磨損實驗數據

實驗3：試樣經脈沖磁化處理后，進行退磁至Br＝0Gs，實驗數據見表3。

表3 磁化處理退磁后高速鋼磨損實驗數據

3種實驗高速鋼的磨損量曲線如圖1所示。

圖1 磨損總量曲線

從圖1可以看出，脈沖磁化處理能夠提高高速鋼刀具材料的耐磨性，脈沖磁化處理后，進行退磁比未退磁處理的效果好。

2 脈沖磁化處理高速鋼的抗沖擊韌性實驗

試樣為高速鋼W6Mo5Cr4V2材料，尺寸10mm×10mm×55mm。經過常規的淬火以及3次回火，制備9個試件，3個未處理，6個脈沖磁化處理（其中，3個磁化后退磁至Br＝0Gs，另3個保留剩磁）。試驗在9kg·m的沖擊試驗機上進行常溫沖擊試驗。

試件的沖擊韌性實驗結果見表4、表5和表6。

表4 未經脈沖磁化處理高速鋼抗沖擊功實驗數據

表5 經脈沖磁化處理高速鋼抗沖擊功實驗數據

表6 經脈沖磁化處理退磁后高速鋼抗沖擊功實驗數據

從表4～表6的實驗結果可以看出，脈沖磁化處理能夠提高高速鋼刀具材料的抗沖擊韌性，脈沖磁化處理后，未退磁處理比進行退磁處理的效果好。

3 結 語

通過上述試驗及結果分析，可以得到如下結論：

1）脈沖磁化處理能夠提高高速鋼刀具材料的耐磨性和抗沖擊韌性。從而能夠有效改善機械切削加工性能，提高刀具使用壽命。

2）脈沖磁化處理后，進行退磁比未退磁處理的耐磨性效果好。

3）脈沖磁化處理后，未退磁處理比進行退磁處理的抗沖擊性能好。

［1］ 崔高健，母德強，趙鑫.脈沖磁化處理對高速鋼刀具性能的影響［J］.吉林工學院學報：自然科學版，1999，20（3）：1-3.

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