CN 41-1243/TG ISSN 1006-852X

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镍基单晶高温合金磨削润滑方式对表面完整性的影响

孙永杰 朱涛 蔡明 张宇轩 樊宸瑞 安志欣

孙永杰, 朱涛, 蔡明, 张宇轩, 樊宸瑞, 安志欣. 镍基单晶高温合金磨削润滑方式对表面完整性的影响[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(2): 201-207. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0114
引用本文: 孙永杰, 朱涛, 蔡明, 张宇轩, 樊宸瑞, 安志欣. 镍基单晶高温合金磨削润滑方式对表面完整性的影响[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2022, 42(2): 201-207. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0114
SUN Yongjie, ZHU Tao, CAI Ming, ZHANG Yuxuan, FAN Chenrui, AN Zhixin. Influence of grinding lubrication methods on surface integrity of nickel-based single crystal superalloy[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2022, 42(2): 201-207. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0114
Citation: SUN Yongjie, ZHU Tao, CAI Ming, ZHANG Yuxuan, FAN Chenrui, AN Zhixin. Influence of grinding lubrication methods on surface integrity of nickel-based single crystal superalloy[J]. Diamond & Abrasives Engineering, 2022, 42(2): 201-207. doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0114

镍基单晶高温合金磨削润滑方式对表面完整性的影响

doi: 10.13394/j.cnki.jgszz.2021.0114
基金项目: 国家自然科学基金(U1908230,51775100);辽宁省教育厅科学技术研究项目(LJKZ0384);辽宁石油化工大学引进人才科研启动基金(2021XJJL-007);国家级大学生创新创业训练计划项目(2021101480005)。
详细信息
    通讯作者:

    蔡明,男,1990年生,博士、讲师、硕士研究生导师。主要研究方向:磨削与精密加工技术、绿色加工。E-mail: caiming199004@126.com

  • 中图分类号: TG58;TH161

Influence of grinding lubrication methods on surface integrity of nickel-based single crystal superalloy

  • 摘要: 为提高镍基单晶高温合金DD5的磨削表面质量,采用单因素试验探究3种磨削加工方法(干磨削、传统浇注式、微量润滑(minimum quantity lubrication, MQL))对其表面完整性的影响。结果表明:在不同冷却条件下,DD5磨削表面粗糙度从低到高依次为MQL、传统浇注式、干磨削方式下的。当砂轮线速度较小时,磨削表面质量较差,存在较深划痕和沟槽;当砂轮线速度较大时,磨削表面质量较好,磨痕较小,且分布均匀。在距磨削表面为5~15 μm时,DD5亚表面显微硬度随着深度的增加而急剧下降;在距磨削表面为20~150 μm时,DD5亚表面显微硬度趋于平衡,其在540 HV附近波动。

     

  • 图  1  试验设备

    Figure  1.  Experimental equipment

    图  2  镍基单晶高温合金DD5金相组织

    Figure  2.  Metallographic structure of nickel-based single crystal superalloy DD5

    图  3  砂轮线速度对表面粗糙度的影响

    Figure  3.  Effect of grinding wheel linear speed on surface roughness

    图  4  磨削深度对表面粗糙度的影响

    Figure  4.  Effect of grinding depth on surface roughness

    图  5  进给速度对表面粗糙度的影响

    Figure  5.  Effect of feed rate on surface roughness

    图  6  不同砂轮线速度下的磨削表面形貌

    Figure  6.  Grinding surface morphology under different grinding wheel linear speeds

    图  7  不同砂轮线速度下的磨削表面三维轮廓

    Figure  7.  Grinding surface three-dimensional profile under different grinding wheel linear speeds

    图  8  阶梯法测量显微硬度

    Figure  8.  Microhardness measurement with step method

    图  9  不同冷却条件下的磨削亚表面显微硬度

    Figure  9.  Microhardness of grinding subsurface under different cooling conditions

    表  1  磨削表面粗糙度单因素试验结果

    Table  1.   Single factor experiment results of grinding surface roughness

    条件砂轮线
    速度
    vs / (m·s−1)
    磨削
    深度
    ap / µm
    进给速度
    vf / (m·min−1)
    表面粗糙度Ra / μm
    干磨削传统
    浇注式
    MQL
    115600.60.9830.8430.775
    220600.60.9270.8150.734
    325200.60.8260.6850.627
    425400.60.8650.6930.632
    525600.60.8960.7670.658
    625800.60.9230.7960.713
    7251000.60.9550.8350.754
    825600.20.8530.7460.629
    925600.40.8790.7570.637
    1025600.80.9260.7780.673
    1125601.00.9860.7940.688
    1230600.60.8610.7420.626
    1335600.60.8090.7030.614
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出版历程
  • 收稿日期:  2021-11-01
  • 修回日期:  2021-11-20
  • 录用日期:  2021-11-22
  • 刊出日期:  2022-05-27

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