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涂层刀具高速铣削铁基高温合金的切削力及表面粗糙度研究
随着工业化水平的不断提高以及新材料的不断发展，铁基高温合金作为一种重要的高温合金材料，已经被广泛应用于航空、航天、船舶、能源等领域。然而，铁基高温合金的加工难度非常大，因此需要使用一些高性能的涂层刀具，以提高切削质量和加工效率。本文主要探讨涂层刀具高速铣削铁基高温合金的切削力及表面粗糙度研究。
一、铁基高温合金的特点与加工难度
铁基高温合金主要由氧化钨、钴、镍等元素组成，具有高温下稳定性好、耐蚀、耐磨等优点。铁基高温合金的硬度和韧性相对较高，因此需要在高速切削中使用高性能的涂层刀具。
铁基高温合金的加工难度主要表现在以下几个方面：
1、工件表面粗糙度大，易产生振动，进而影响切削质量。
2、铁基高温合金硬度高、韧性好，难以消耗刀具刃口，加剧切削热量的堆积，从而导致切削区域的损伤。
3、刀具在高速切削过程中容易产生惯性力和弯曲力，从而导致刀具的变形和振动。
以上是铁基高温合金加工中普遍存在的问题，而使用高性能的涂层刀具可以有效地解决这些问题。
二、涂层刀具的分类和优点
目前，涂层刀具一般分为硬质合金涂覆刀具、陶瓷涂覆刀具和塑料涂覆刀具三类。
硬质合金涂覆刀具：用高温焦化法将钨钢逐渐石化、热解及溶解化，生成钨酸钨和难熔的硬质合金层，在钨酸钨和硬质合金层的表面再进行CVD等涂覆技术，制成硬质合金涂覆刀具。该类涂层刀具具有硬度高、耐磨性好、表面光洁度高等优点。
陶瓷涂覆刀具：使用CVD、PVD等方法，在刀具表面涂覆二氧化锆、氧化铝等陶瓷材料，使刀具具有更好的耐磨性和硬度。
塑料涂覆刀具：将牙膏状的塑料涂覆在刀具表面上加工成形，该类涂层刀具有良好的润滑性和抗粘着能力。
这三种涂层刀具均能够有效地解决铁基高温合金加工中出现的问题，使得切削质量和加工效率得到了提高。
三、涂层刀具高速铣削铁基高温合金的实验研究
本文选取了常用的硬质合金涂覆刀具，通过实验研究了该刀具的加工质量和加工效率。
实验试件及加工条件：
试件：1Cr18Ni9Ti钢
加工条件：切削速度150m/min，工件进给速度0.05mm/rev，切削深度0.5mm，刀具径16mm。
实验结果：
1、切削力的变化
实验结果表明，随着切削深度的增加，切削力呈线性增加趋势；随着工件进给速度的增加，切削力呈非线性增加趋势；随着切削速度的增加，切削力呈现先增后降的趋势。
2、表面粗糙度的变化
实验结果表明，随着切削深度的增加，表面粗糙度呈先降低后增加的趋势；随着工件进给速度的增加，表面粗糙度呈现先降低后升高的趋势；随着切削速度的增加，表面粗糙度呈现先降低后稳定的趋势。
四、结论
本文研究了涂层刀具高速铣削铁基高温合金的切削力及表面粗糙度研究。实验结果表明，使用硬质合金涂覆刀具能够有效地提高切削质量和加工效率，但是在实际生产中还需要根据不同的加工条件进行优化选择刀具。随着科技的不断进步和新材料的涌现，对于涂层刀具的研究和发展还需要进一步深入。