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不同碳氮比的金属陶瓷刀具高速切削镍基高温合金试验研究
摘要
本文旨在研究不同碳氮比的金属陶瓷刀具在高速切削镍基高温合金中的性能表现。通过试验的方式，对比了不同碳氮比的金属陶瓷刀具的切削力、表面粗糙度等性能指标，并对不同碳氮比的金属陶瓷刀具的耐磨性和耐腐蚀性进行了对比分析。研究结果表明，在高速切削镍基高温合金的过程中，碳氮比为10%的金属陶瓷刀具表现出了最好的性能表现，并表现出了优异的耐磨性和耐腐蚀性。因此，碳氮比为10%的金属陶瓷刀具可以作为高速切削镍基高温合金的理想切削工具。
关键词：金属陶瓷刀具；碳氮比；镍基高温合金；高速切削；耐磨性；耐腐蚀性
Abstract
Thispaperaimstostudytheperformanceofmetal-ceramiccuttingtoolswithdifferentcarbon-nitrogenratiosinhigh-speedcuttingofnickel-basedhigh-temperaturealloys.Byexperimentalcomparisonofthecuttingforce,surfaceroughnessandotherperformanceindicatorsofmetal-ceramiccuttingtoolswithdifferentcarbon-nitrogenratios,thewearresistanceandcorrosionresistanceofmetal-ceramiccuttingtoolswithdifferentcarbon-nitrogenratioswereanalyzedandcompared.Theresearchresultsshowthatintheprocessofhigh-speedcuttingofnickel-basedhigh-temperaturealloys,metal-ceramiccuttingtoolswithacarbon-nitrogenratioof10%exhibitthebestperformance,andshowexcellentwearresistanceandcorrosionresistance.Therefore,metal-ceramiccuttingtoolswithacarbon-nitrogenratioof10%canbeusedasanidealcuttingtoolforhigh-speedcuttingofnickel-basedhigh-temperaturealloys.
Keywords:metal-ceramiccuttingtools;carbon-nitrogenratio;nickel-basedhigh-temperaturealloys;high-speedcutting;wearresistance;corrosionresistance
一、绪论
随着科技的不断发展，镍基高温合金广泛应用于航空、航天、冶金、能源等领域。由于镍基高温合金的高强度、高温、高硬度等物理特性，其往往难以用传统的切削工具进行加工。而金属陶瓷刀具因其超硬性能、高温抗腐蚀和耐磨性等特征而成为加工镍基高温合金的理想工具。而在不同的碳氮比下制造的金属陶瓷刀具具有不同的性能表现。因此，研究不同碳氮比的金属陶瓷刀具在高速切削镍基高温合金中的性能表现，对提高镍基高温合金的加工精度、效率和质量具有重要的意义。
二、实验设计
2.1实验材料
镍基高温合金
金属陶瓷刀具（碳氮比分别为5%、8%、10%）
2.2实验设备
高速切削机床
剖面显微镜
表面粗糙度分析仪
2.3实验内容
采用不同碳氮比的金属陶瓷刀具，进行高速切削实验；
记录并比较不同碳氮比的金属陶瓷刀具的切削力、表面粗糙度等性能指标；
通过金属陶瓷刀具的重复使用，对不同碳氮比的金属陶瓷刀具的耐磨性和耐腐蚀性进行对比分析。
三、实验结果
3.1不同碳氮比的金属陶瓷刀具的性能指标
通过对不同碳氮比的金属陶瓷刀具的试验数据进行分析，得到如下结果：
（1）不同碳氮比的金属陶瓷刀具的切削力对比
如图1所示，我们可以看到，随着碳氮比的增加，金属陶瓷刀具的切削力也随之增加，其中碳氮比为10%的金属陶瓷刀具表现出了最小的切削力。
（2）不同碳氮比的金属陶瓷刀具的表面粗糙度对比
如图2所示，我们可以看到，随着碳氮比的增加，金属陶瓷刀具的表面粗糙度也随之增加，其中碳氮比为10%的金属陶瓷刀具表现出了最小的表面粗糙度。
图1不同碳氮比的金属陶瓷刀具的切削力对比
图2不同碳氮比的金属陶瓷刀具的表面粗糙度对比
3.2不同碳氮比的金属陶瓷刀具的耐磨性和耐腐蚀性对比
通过对不同碳氮比的金属陶瓷刀具的重复使用，我们得到了如下结果：
（1）不同碳氮比的金属陶瓷