硬质合金-等温淬火球墨铸铁摩擦磨损试验研究

李宝栋，唐林虎，易湘斌，沈建成，徐创文

（1. 兰州工业学院 机电工程学院，甘肃 兰州 730050；2. 兰州工业学院 甘肃省高校绿色切削加工技术及应用重点实验室，甘肃 兰州 730050）

等温淬火球墨铸铁（Austempered Ductile Iron，ADI）具有高强韧性、高耐磨以及生产成本低等优点，现已逐步应用到多个领域［1-3］。然而由于ADI的加工硬化系数高、热传导率低，使得ADI在加工过程中刀具磨损严重［4］。硬质合金是最常用的切削ADI的刀具材料之一［5］。大量学者［6-8］进行了硬质合金刀具切削ADI的试验研究。Cakir M C等［8］进行了K10硬质合金刀具车削ADI的试验研究，和普通球墨铸铁相比，切削ADI的主切削力高出的最大值为23%，刀具磨损严重。本文通过摩擦磨损试验机进行硬质合金-等温淬火球墨铸铁摩擦副的摩擦磨损试验，模拟切削过程中刀具-工件的滑动接触状态，深入研究刀具材料（YG6硬质合金）和工件材料（ADI）组成的摩擦副的摩擦磨损性能。与真实的切削环境相比，摩擦磨损试验简单快捷，可实现的参数范围更大且易于控制，对刀具材料磨损规律的研究更全面。

1 试验部分

1.1 试验材料

摩擦磨损试验用的销试样材料为商用的YG6硬质合金，其尺寸规格为Φ4×15mm。YG6为钨钴类材料，其中Co含量约为6%，硬度为HRA89.5。盘试样材料为商用的ADI，直径为43mm，厚度为3mm，其密度和力学性能见表1。

表1 ADI的密度和力学性能

1.2 试验方法

采用MMU-10G型摩擦磨损试验机进行YG6/ADI摩擦副摩擦磨损性能的研究，采用销-盘装置。摩擦磨损用的试样表面经1500#金相砂纸打磨，试验前用乙醇清洗并吹干。试验载荷选取100N、200N、300N、400N、500N 5组，滑动速度选取40m/min、60m/min、80m/min、100m/min、120m/min 5组，滑动摩擦距离均为3000m。……