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机械加工磁化切削机理探讨
2021-09-29

  高速钢刀具磁化切削的机理,目前尚无统一的明确说法,在此仅介绍一些看法与观点。

  

  1、刀具材料强化的观点

  

  这种观点认为,磁化强度无论是大于或者小于高速钢的磁饱和强度极限,都能使高速钢刀具材料得到强化,从而提高刀具使用寿命。其原因在于:当磁化强度小于高速钢刀具材料的磁饱和强度极限时,剩余磁场的作用会使刀具的黏结磨损减小:当大于高速钢刀具材料的磁饱和强度极限时,强磁场会使刀具材料得到磁致伸缩的亚结构强化。

  

  2、刀具材料表面硬度提高的观点

  

  由试验可知,磁化刃磨过的高速钢刀具表面硬度均有提高。由于硬度的提高,从而提高了刀具耐磨性。据资料介绍,磁化刃磨后的高速钢刀具表面硬度可达927HV,而传统刃磨的刀具表面只有908HV;还有报道称,磁化后的高速钢刀具表面硬度由62.97HRC提高到了64.9HRC。

  

  3、刀具表面粗糙度减小的观点

  

  磁性刃磨后的刀具表面粗糙度Ra由传统刃磨的0.466 um减小到0.242 um,使得刀一屑、刀一加工表面间的摩擦系数减小了,提高了刀具使用寿命。

  

  4、刀具材料金相组织改善的观点

  

  据报道,磁化后刀具材料的金相组织更细化,晶粒更加球状化,分布更加均匀,这种碳化物的球状化是在磁场冲击波作用下形成的。这意味着材料基体界面处的表面能降低,破坏晶格原子间结合力的激活能增加了,导致高速钢刀具材料的强度与硬度提高了。

  

  5、切削温度明显降低的观点

  

  由于刀具被磁化,刀具材料内部微观粒子间的磁矩取向及相互作用发生了- -定变化,用X射线衍射法测得磁化后高速钢刀具材料马氏体的晶格常数有所减小,铁磁物质还有磁阻及热磁效应,这意味着磁化后的刀具切削热电势可能不同于相同切削条件下未磁化刀具的切削热电势,其中包括磁化产生的附加热电势,故此时已不能用自然热电偶法测磁化切削时的切削温度了,必须用特殊方法测量和标定。图7.7中磁化切削时的切削温度均低于传统切削,且N极磁化刀具的切削温度比传统切削时要降低30%-~48%,N极磁化刀具的使用寿命高于S极是一致的。这可能是磁化切削刀具使用寿命提高的重要原因。

  

  另据资料介绍,硬质合金刀具也可磁化,磁化后的刀具进行切削时也有一定效果。


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