ATC自润滑陶瓷刀具摩擦磨损性能实验研究

陈 强，李 莹，杨 涛，张斌斌

(1.内蒙古工业大学 机械学院，内蒙古 呼和浩特 010051； 2.宁夏大学 机械工程学院,宁夏 银川 750021)

0 引言

自润滑刀具，其实是指某种刀具材料其本身具有抗磨及减摩作用,并且刀具材料本身在没有添加任何润滑液或润滑剂的情况下就具备相对较好的润滑能力[1]。实现刀具材料自润滑具有很重要的意义：可减小磨损、降低摩擦、克服切削液造成的环境污染、省掉冷却润滑系统、降低成本、减小设备投资及实现清洁化生产。因此，自润滑刀具是一种非常绿色环保清洁干净的刀具。

1 刀具材料选择与刀具制备

1.1 固体润滑剂选择

通过对自润滑陶瓷刀具材料的各组分化学相容性模型材料进行分析，分别对Al2O3/TiC/h-BN、Al2O3/TiC/MoS2、Al2O3/TiC/CaF2这三种材料的各组分体系进行化学相容性的分析与计算，在Al2O3/TiC/CaF2中的各组分不是很容易发生化学反应，在它热压后的X射线衍射图中可以发现，陶瓷材料并没有在热压过程中产生新物质，且陶瓷材料之间不会产生明显的化学反应，CaF2会仍然留在陶瓷基体内。

1.2 基体材料的选择

氧化铝陶瓷刀具是目前世界上应用最广泛的陶瓷刀具材料之一，但是其缺点是强度比较低、断裂韧性比较差，所以需要添加其他相来进行增韧[2]。其中碳化钛是以氧化铝为基体的陶瓷材料的常用增韧相，可以提高材料的硬度、断裂韧性以及抗弯强度，于是本实验研究用Al2O3/TiC作为基体材料。

1.3 刀具制备

制备试样的主要流程包括试样的切割、粗磨、精磨、研磨、抛光、超声清洗和真空干燥。……