提出了基于高速切削热驱动的原位反应自润滑陶瓷刀具的概念,即利用刀具在切削高温作用下的摩擦化学反应,在刀具材料表面原位生成具有润滑作用的反应膜,从而实现刀具的自润滑。通过对刀具切削加工的摩擦特点及改善陶瓷刀具切削润滑方式的分析,提出了基于高速切削热驱动的原位反应自润滑陶瓷刀具材料的设计方法。基于ZrB2在高温下的氧化产物具有一定润滑特性,提出了含ZrB2的原位反应自润滑刀具材料的组成原则,通过对刀具材料的物理和化学相容性分析计算,确定了添加相的的极限和最佳含量,利用热压工艺制备出Al2O3/ZrB2/ZrO2 (AZ系列) 原位反应自润滑陶瓷刀具,系统研究了AZ系列原位反应自润滑刀具材料的力学性能和微观结构。对AZ系列自润滑刀具材料的高温氧化和摩擦磨损特性进行了的研究,建立了其氧化模型和减摩模型,研究了刀具材料发生原位反应的条件,提出了润滑膜在摩擦过程中的转移形式。利用AZ系列原位反应自润滑陶瓷刀具进行干切削试验,结果表明该原位反应自润滑刀具在高温下具有一定自润滑能力,适合高速干切削,分析了刀具前刀面原位反应自润滑膜的形成过程及其组成结构,揭示了自润滑膜的磨损过程的演变规律。
英文主题词Metal cutting; Cutting tools; Self-lubricating