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表面直线形/正六边形微织构对加工Ti-6Al-4V硬质合金刀具摩擦学性能的影响

Ti-6Al-4V合金导热系数低，可加工性差，化学活性强，在切削过程中，很容易与刀具表面产生粘结，导致刀具的剧烈磨损。采用表面具有微织构的刀具可以显著改善刀具与加工表面的摩擦接触状态和摩擦行为。研究中采用了前刀面上有直线形微织构、正六边形微织构的硬质合金刀具和传统的无织构硬质合金刀具。通过进行干切削试验和摩擦磨损试验，分析了不同类型刀具的切削力、刀具磨损形态和摩擦系数。结果表明，直线形微织构刀具产生的切削力最小，其次是六边形微织构刀具，最后是传统无织构刀具。但是，随着切削的进行，直线形微织构刀具的刃口会发生较大的损伤，而六边形微织构刀具的损伤相对较轻。三种刀具的主切削力和进给力随切削深度的增加而增大，随切削速度的增加而减小。由于微织构能够容纳磨屑，降低了摩擦系数，因此微织构刀具的磨损形貌比无织构刀具更为光滑。