基于热力学熵的镍基合金高速切削加工刀具磨损机理研究

高速切削加工技术已经成为切削加工的主流，高速切削加工过程中，高速切削变形以及刀具与工件之间的高速切削摩擦行为形成热、力耦合的不均匀强应力场。特别是在高温合金材料的高速切削加工过程中，工件材料高速率的变形和刀具和工件之间的高速摩擦产生了大量的热，积聚在刀具表面，刀具磨损严重，刀具寿命短成了制约高速切削高温合金的主要因素。高速切削镍基合金时伴随着复杂的热传导、扩散、相变及化学反应等现象，与热力学相关的因素成为刀具磨损的主要因素。通过引入热力学"熵"来统一表述影响刀具磨损过程中的各因素，对定性观测到的现象进行定量化研究，提出基于热力学熵的镍基合金高速切削刀具磨损理论，揭示刀具磨损机理，从"熵流"角度阐述提高刀具寿命的科学依据。在科学理论上丰富高速切削理论体系，在工程应用上为新型刀具材料开发以及新的辅助切削加工方式的研究奠定基础。