碳化硅增韧氧化铝基陶瓷刀具切削Inconel718合金的刀具界面行为研究

作者：郝兆朋; 韩雪^*; 范依航

来源：中国机械工程, 2021, 32(09): 1009-1016.

• 镍基合金
• 陶瓷刀具
• 纳观切削
• 分子动力学
• 单一界面

通过宏观实验发现在切削过程中刀具的Al2O3/SiC界面发生了断裂;建立了碳化硅增韧氧化铝基陶瓷刀具切削Inconel718镍基合金的分子动力学模型和单一界面的Al2O3/SiC三维界面模型,从原子尺度分析碳化硅增韧氧化铝切削过程的界面行为。在原有势函数的基础上计算了刀具与工件原子间、刀具内部基体与增韧间的Morse势函数,分别计算了单相Al2O3、单相SiC、复相Al2O3/SiC单一界面的界面结合能。研究结果表明:与单相界面相比,复相Al2O3/SiC界面结合强度较高,SiC增韧能够增强刀具的韧性和强度,但切削过程中出现了工件原子扩散到刀具中的现象。对扩散后刀具基体和增韧间形成界面的界面结合能进行了计算,发现刀具的界面结合强度有所降低,使刀具在Al2O3/SiC界面处发生断裂。

• 单位
  长春工业大学; 机电工程学院