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简体中文 이 연구에서는 카바이드 매트릭스 바디에 미량의 TaC(NbC) 카바이드를 첨가하여 두 가지 다른 고온 성능 매트릭스 바디 재료를 준비했습니다. 고온 Vickers 경도 시험기를 사용하여 두 탄화물의 고온 경도 및 고온 파괴 인성을 테스트했습니다. 동일한 기하학적 파라미터를 갖는 전체 초경 엔드밀은 두 개의 매트릭스 바디 재료를 기반으로 준비되었으며 티타늄 합금 TC4 밀링 테스트가 수행되었습니다. 공구 수명과 마모 패턴을 분석하여 고속 밀링에서 초경 밀링 공구의 마모 성능에 대한 TaC(NbC)의 영향을 연구했습니다.
실험 조건 및 시험 방법
실험을 위해 A와 B라는 이름이 다른 조성을 가진 두 가지 다른 WC-Co 기반 카바이드 재료가 준비되었습니다. 미량의 TaC(NbC) 카바이드가 0.1% 미만의 질량 분율로 재료 A에 첨가되었습니다. 두 카바이드의 조성은 표 1에 나와 있습니다.
서로 다른 온도에서 재료 A와 B의 고온 경도와 고온 파괴 인성은 각각 그림 2와 3에 나와 있습니다.
2개의 카바이드 소재 A와 B를 기반으로 동일한 기하학적 파라미터를 가진 4날 플랫 엔드 밀 A와 B가 그에 따라 준비되었습니다. 도구의 사양 및 매개변수는 표 2에 나와 있습니다.
밀링 테스트를 위한 공작물 재료는 재료 경도가 28.2HRC인 어닐링된 티타늄 합금 TC4입니다. 밀링 테스트는 Mazak Nexus 430A-II 수직 머시닝 센터에서 수행되었으며 가공 매개변수는 표 3에 나와 있습니다.
실험 결과 및 토론
동일한 밀링 조건에서 티타늄 합금 TC4 가공에서 엔드밀 A와 B의 측면 마모 곡선이 그림 4에 나와 있습니다. 그림 5는 두 엔드밀의 측면 마모 형태를 보여줍니다.
그림 4와 5에서 밀링 거리가 60m 미만일 때 두 유형의 초경 엔드밀 모두 정상적인 마모 단계에 있고 공구 뒷면의 마모량이 천천히 증가함을 알 수 있습니다. 이 단계는 주로 밀링 초기 단계에 있으며 공구 코팅은 내마모성과 절연성이 우수하여 이 단계에서 공구 매트릭스 본체를 효과적으로 보호합니다.
그러나 티타늄 합금의 매우 높은 밀링 온도로 인해 밀링이 계속됨에 따라 공구 가장자리의 코팅이 마모되어 공구 매트릭스 본체가 노출됩니다. 공구 가장자리는 심한 열 및 기계적 충격을 직접적으로 받습니다. 엔드밀 A의 매트릭스 본체에 미량 합금 탄화물 TaC(NbC)가 첨가되어 엔드밀 B보다 고온 경도 및 고온 파괴 인성이 더 높습니다. 따라서 엔드밀 A는 엔드밀보다 더 많은 이점을 가지고 있습니다. B는 공구 뒷면의 마모량입니다.
엔드 밀 실패 분석
수직밀링커터 A와 B를 이용하여 200m 밀링 후 주사전자현미경을 이용하여 공구팁의 마모위치를 분석하였다. 두 개의 수직 밀링 커터의 팁 마모 형태가 그림 6에 나와 있습니다.
그림 6에서 수직 밀링 커터 A에 미량의 합금 카바이드 TaC(NbC)를 추가하면 WC-Co 카바이드의 고온 파괴 인성이 향상되고 내부 균열의 형성 및 전파가 억제됨을 알 수 있습니다. 도구 매트릭스 본체 및 도구 수명 연장. 반면 수직밀링커터 B의 고온파괴인성은 A보다 낮고, 밀링엣지에 심한 열충격과 기계적 부하가 가해지면 균열이 쉽게 형성되고 지속적으로 팽창하여 공구 매트릭스가 밀링 에지의 바디 재료가 파손되어 궁극적으로 공구 고장이 발생합니다.
결론
동일한 주요 원소에서, 미량의 합금 탄화물 TaC(NbC)를 포함하는 탄화물 재료 A는 미량의 합금 탄화물 TaC(NbC)를 추가하지 않고도 탄화물 재료 B보다 더 높은 고온 경도 및 파괴 인성을 가집니다. 800℃에서 고온경도는 약 14.5%, 고온파괴인성은 약 10.2% 증가하였다.
동일한 조건에서 티타늄 합금 TC4를 밀링할 때 미량의 합금 카바이드 TaC(NbC)가 추가된 공구가 더 나은 내마모성을 가집니다. 밀링 거리가 200m일 때 수직 밀링 커터 A의 후면 마모량은 0.076mm인 반면 수직 밀링 커터 B의 후면 마모량은 0.13mm입니다.
TaC(NbC)가 첨가된 카바이드 소재 A의 고온 파괴 인성이 더 좋습니다. 동일한 밀링 조건에서 수직 밀링 커터 A의 밀링 에지 유지력이 더 우수하고 수직 밀링 커터 B에 비해 마모된 파손 영역의 균열이 훨씬 적습니다.
