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oe1(光电查) - 科学论文

8 条数据
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  • 研究表面激光纹理对硬质合金材料摩擦学性能的影响

    摘要： 表面织构化已成为在不同机械产品表面实现干/润滑条件下低摩擦系数的潜在方法。通过干式切削钛合金，研究了硬质合金切削刀具表面微织构的减摩减磨机理。采用激光在硬质合金表面制备了线形、正弦和菱形三种不同面积占有率率的微织构沟槽。利用实验与ABAQUS有限元模拟研究了微织构硬质合金的摩擦学特性。结果表明：面积占有率为10%的线形织构硬质合金摩擦系数低至0.076，约为无织构样品的34%。织构化表面几乎未出现粘着物，而硬质合金与钛合金球干摩擦30分钟后，光滑表面附着大量粘着物。三种织构中，线形沟槽织构摩擦系数最小且具有良好耐磨效果。研究表明沟槽织构能有效容纳磨屑、减少粘着磨损并弱化犁沟效应。

    关键词： 钛合金、摩擦与磨损、硬质合金、机床与切屑接触区、表面纹理

    更新于2025-09-23 15:19:57

  • 烧结工具材料表面的激光微纹理加工

    摘要： 本文旨在研究激光织构化过程中刀具材料表面处理对硬质合金与赛隆陶瓷结构和性能的影响。实验采用多点式刀片进行激光织构化处理并获得蜂窝状纹理，通过扫描电子显微镜(SEM)进行综合分析，利用原子力显微镜(AFM)和共聚焦显微镜观察形貌，采用能量色散X射线光谱仪(EDS)检测材料化学成分，并测试了包括"销盘法"耐磨性及表面粗糙度在内的使用性能。研究发现激光织构化能有效改善材料结构并提升摩擦学性能，实验表明该工艺有助于提高切削刀具刃口的耐用性，证实此类表面处理技术具有广泛的工业应用前景。

    关键词： 激光诱导周期性表面结构（LIPSS）、硬质合金、激光织构化、赛隆工具陶瓷

    更新于2025-09-19 17:13:59

  • 激光诱导氧化改性耦合微铣削WC-Co硬质合金的研究

    摘要： 硬质合金被誉为"工业牙齿"，在军事、航空航天等领域应用广泛。本研究提出激光诱导氧化改性耦合微铣削（LCMM）的复合加工方法以改善其微细加工性能。揭示了WC-Co硬质合金的氧化机理，研究了不同平均激光功率及两种反应环境下激光辐照后的表面形貌与截面特征。结果表明：当平均功率5W、扫描速度0.5mm/s且处于富氧环境时，激光诱导氧化效果最佳，氧化层及次表层厚度分别为9.1μm和2.7μm，材料表面形成多孔疏松氧化层。通过铣削力、刀具磨损及微槽表面质量的对比分析发现：相比传统微铣削（CONM），LCMM去除氧化层时最大Fx切削力和Fy进给力分别降低56%和58%，加工表面质量更优且表面粗糙度（Sa）增速更缓。当ap=2μm、fz=1.5μm/z时，LCMM加工微槽表面质量最佳，粗糙度达57nm。LCMM显著改善刀具磨损状况，主要磨损机制为轻微粘着磨损和磨粒磨损；而CONM存在严重磨粒磨损、崩刃及粘着磨损现象，其刀具寿命可提升两倍以上。

    关键词： 微铣削，表面质量，硬质合金，激光诱导氧化，刀具磨损

    更新于2025-09-16 10:30:52

  • 采用短脉冲激光束对硬质合金进行烧蚀研究

    摘要： 硬质合金作为优良的工程工具材料，能够实现高表面光洁度和精度的金属材料成形与切削。然而，由于其极高的硬度与相对较低的韧性，相较于传统磨削方法，硬质合金属于难加工材料。相比之下，激光束加工是一种先进的非接触式切割方法，因此适用于硬质材料的成形。特别是短脉冲激光束的应用，能够满足高精度要求的硬质材料切割。此外，它还能有效减少机械接触和热反应引起的缺陷。本文对短脉冲激光加工硬质合金的烧蚀机制进行了综合研究，特别关注纳秒级加工参数（脉冲数和脉冲能量）与材料烧蚀之间的关联。为此，选取了成分相似但晶粒尺寸不同的两种硬质合金作为研究对象。实验采用配备纳秒激光器和自动位移台的装置，在不同脉冲数和脉冲能量条件下对硬质合金表面进行凹坑加工。研究展示了实验设计及所制凹坑几何特征的表征，并对此进行了讨论。同时，对成形材料的表面完整性进行了全面评估。研究发现，烧蚀量与脉冲数和施加能量成正比增加。就微观结构效应而言，与中等晶粒尺寸的硬质合金相比，粗晶粒等级的烧蚀现象更为显著。

    关键词： 激光束加工、短脉冲激光、表面完整性、硬质合金

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 一种确定硬质合金超短脉冲激光烧蚀材料特定参数的行业相关方法

    摘要： 近年来研究表明，超短脉冲激光可用于刀具的后处理与制造。这项新型制造技术因其能无视材料硬度且无磨损地进行材料烧蚀，可与主流磨削工艺相抗衡。要实现加工参数的最优选择及烧蚀过程的预测，掌握材料特性至关重要。这类参数的测量极具挑战性，尤其针对非均质超硬材料。本文提出一种工业适用方法，可测定硬质合金的烧蚀阈值能量密度与光学特性。所需材料特异性参数源自现代激光加工中心开展的简易烧蚀实验。最终利用这些结果推导出计算不同激光入射角下材料去除率的公式。

    关键词： Neuenschwander模型、超短脉冲激光加工、烧蚀效率、倾斜入射、阈值能量密度、烧蚀速率、硬质合金

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光图案化硬质合金（WC-CoNi）的微观结构与冶金学评估

    摘要： 硬质合金因其硬度高，采用传统切屑去除方法难以加工。电火花加工(EDM)是常用的硬质合金成形方法，因其可实现高几何精度。但热反应可能引发孔隙、残余应力或氧化产物等重要缺陷。超短脉冲激光加工不仅能提供高精度，其极短的激光-材料作用时间还能有效避免这些缺陷。本文采用纳秒级(10??s)、皮秒级(10?12s)和飞秒级(10?1?s)不同脉宽的激光装置，在WC-CoNi硬质合金上制备了三种用于摩擦学目的的不同图案（线状图案、凹坑和沟槽），并研究了改性表面的微观结构和冶金变化。通过激光扫描显微镜(LSM)测量图案尺寸，采用聚焦离子束(FIB)结合扫描电子显微镜(SEM)分析图案化材料的微观结构变化。

    关键词： 表面完整性、激光表面纹理化（LST）、硬质合金、超短脉冲激光加工

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 体积脉冲激光淬火（VPLH）后T5К10硬质合金强度的研究

    摘要： 本文致力于研究硬质合金T5R10在激光冲击作用下激发的冲击波现象，该合金广泛用于切削工具制造及其他领域。探讨了体积脉冲激光淬火（VPLH）对硬质合金T5R10强度变化的影响，并确定了影响硬质合金中形成新稳定结构的因素。

    关键词： 耐磨性、硬质合金、硬化、刀具功率、激光、强度、X射线结构分析

    更新于2025-09-12 10:27:22

  • 激光纹理化工艺对硬质合金（WC-Co）表面润滑剂保持性能影响的实验研究

    摘要： 机械加工过程通常会对切削刀具产生相关磨损效应，在工件上形成不良表面特征。为尽量减少磨损现象及切削过程中产生的高温，加工时会使用润滑剂和冷却液。然而这类液体的使用可能对环境造成不利影响。因此，减少加工过程中切削液的使用量是提升加工性能与可持续性的必要措施。本研究基于表面改性技术，提出增强切削刀具的润滑剂保持能力。通过激光纹理技术对硬质合金（WC-Co）表面的微观几何特征进行改性，通过改变脉冲能量密度（Ed）和光束扫描速度（Vs）等激光辐照参数，制备出多种粗糙度形貌，并研究了单点纹理、线性纹理、环形纹理等不同纹理轨迹几何形态。此外，利用纹理工艺形成的特定粗糙度特征调控了切削液保持能力，该特性通过液固两相接触角进行评估。改性处理显著提升了WC-Co表面的自润滑效应。该方法已在润滑加工条件下的硬质合金刀具上得到验证，不仅降低了刀具磨损效应，且加工件表面质量至少保持在与未改性刀具相同的水平范围内。

    关键词： 表面改性、刀具纹理化、润滑剂保持、激光处理、硬质合金

    更新于2025-09-11 14:15:04