磁化处理对高速钢刀具材料性能影响

苍 鹏， 刘 静， 母德强， 王立威

（长春工业大学机电工程学院，吉林长春 130012）

0 引 言

在金属切削加工中，提高刀具耐用度和切削效率及加工质量一直是人们十分关注的一个重要问题。提高刀具寿命的方法有多种，如合理选用刀具材料及其几何参数和切削用量，对刀具进行各种表面强化措施等，但每一种方法都存在着不足之处。

磁化处理法就是一种使刀具经过磁化处理后进行切削的方法。实践证明，磁化处理方法简单，使用方便，不需要昂贵的设备投资和机床改造就可以使刀具寿命得到较显著的提高［1－8］。

文中利用脉冲磁场对高速钢材料进行处理，对处理前后的样件进行耐磨性和冲击韧性实验研究。

1 脉冲磁化处理高速钢的耐磨性实验

1.1 高速钢耐磨性实验设计

磨损试验机：M-200型。

实验试样：高速钢W6Mo5Cr4V2，φ30mm滚轮。

实验参数如下：

1）负载：50kg；

2）试样轴转速：下试样轴转速400r／min，上试样轴转速360r／min；

3）测量时间间隔0.5h。

滚轮经过双向脉冲磁化处理后进行实验，采用称重法评定刀具材料的磨损量，以评价试样磁化处理前后的耐磨性能。磨损后称量前试样用丙酮浸泡去油污并烘干，用精度达万分之一的分析天平称量，保证试验数据准确。

试验的磨损量：

式中：ωn－1——试样在磨损前的重量；

ωn——试样在磨损后的重量。

1.2 高速钢耐磨性实验分析

实验1：试样未经磁化处理，高速钢磨损实验数据见表1。

表1 未磁化处理高速钢磨损实验数据

实验2：试样经脉冲磁化处理，样件未消磁处理，磁场强度Br＝320Gs，实验数据见表2。

表2 磁化处理未消磁高速钢磨损实验数据

实验3：试样经脉冲磁化处理后，进行退磁至Br＝0Gs，实验数据见表3。

表3 磁化处理退磁后高速钢磨损实验数据

3种实验高速钢的磨损量曲线如图1所示。

图1 磨损总量曲线

从图1可以看出，脉冲磁化处理能够提高高速钢刀具材料的耐磨性，脉冲磁化处理后，进行退磁比未退磁处理的效果好。

2 脉冲磁化处理高速钢的抗冲击韧性实验

试样为高速钢W6Mo5Cr4V2材料，尺寸10mm×10mm×55mm。经过常规的淬火以及3次回火，制备9个试件，3个未处理，6个脉冲磁化处理（其中，3个磁化后退磁至Br＝0Gs，另3个保留剩磁）。试验在9kg·m的冲击试验机上进行常温冲击试验。

试件的冲击韧性实验结果见表4、表5和表6。

表4 未经脉冲磁化处理高速钢抗冲击功实验数据

表5 经脉冲磁化处理高速钢抗冲击功实验数据

表6 经脉冲磁化处理退磁后高速钢抗冲击功实验数据

从表4～表6的实验结果可以看出，脉冲磁化处理能够提高高速钢刀具材料的抗冲击韧性，脉冲磁化处理后，未退磁处理比进行退磁处理的效果好。

3 结 语

通过上述试验及结果分析，可以得到如下结论：

1）脉冲磁化处理能够提高高速钢刀具材料的耐磨性和抗冲击韧性。从而能够有效改善机械切削加工性能，提高刀具使用寿命。

2）脉冲磁化处理后，进行退磁比未退磁处理的耐磨性效果好。

3）脉冲磁化处理后，未退磁处理比进行退磁处理的抗冲击性能好。

［1］ 崔高健，母德强，赵鑫.脉冲磁化处理对高速钢刀具性能的影响［J］.吉林工学院学报：自然科学版，1999，20（3）：1-3.

［2］ Miller P C.Look at magnetic treatment of tools and surface［J］.Tooling ＆Production，1990，55（12）：100-103.

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［4］ Miller P C.Look at magnetic treatment of tools and wear surface［J］.Tooling ＆Production，1990，55（12）：100-103.

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［8］ 崔高健，母德强，王冰洁，等.脉冲磁化处理对刀具耐磨性能影响的试验［J］.吉林工学院学报：自然科学版，2001，22（4）：5-7.