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第1章 自润滑刀具的概念及其实现方法1

1.1 干切削及其对刀具的要求1

1.2 切削润滑原理与润滑方式2

1.2.1 具有润滑膜表面的减摩机理2

1.2.2 边界润滑条件下的减摩机理4

1.2.3 切削加工润滑原理4

1.2.4 切削加工润滑方式5

1.3 自润滑刀具的概念及其实现方法8

1.4 刀具表面存在润滑膜时的切削力分析10

第2章 添加固体润滑剂的自润滑刀具12

2.1 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具的设计理论12

2.1.1 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具材料的设计原则12

2.1.2 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具材料的化学相容性分析13

2.1.3 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具材料的组分设计17

2.1.4 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具材料的微观结构设计20

2.2 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具材料的制备、力学性能与微观结构22

2.2.1 自润滑陶瓷刀具材料的制备22

2.2.2 性能测试23

2.2.3 自润滑陶瓷刀具材料的力学性能及微观结构24

2.3 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具材料的摩擦磨损特性30

2.3.1 摩擦磨损试验方法30

2.3.2 固体润滑剂含量对自润滑陶瓷刀具材料的摩擦磨损特性的影响31

2.3.3 试验条件对自润滑陶瓷刀具材料的摩擦磨损特性的影响33

2.4 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具材料的自润滑机理40

2.4.1 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具材料润滑膜的成分、微观结构及形成机理40

2.4.2 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具材料的润滑膜的转移及自润滑机理42

2.4.3 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具材料的润滑膜的损坏机理44

2.5 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具切削过程中的减摩机理55

2.5.1 试验条件55

2.5.2 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具切削过程中的减摩机理56

2.5.3 切削过程中自润滑膜的减摩模型及磨损过程的演变规律61

2.5.4 添加固体润滑剂的自润滑陶瓷刀具后刀面的磨损机理69

2.6 本章小结71

第3章 微池自润滑刀具73

3.1 微池自润滑刀具的概念及其设计模型73

3.1.1 微池自润滑刀具的概念73

3.1.2 微池自润滑刀具的设计模型74

3.2 微池自润滑刀具的结构设计76

3.2.1 微池自润滑刀具微孔位置的确定76

3.2.2 微池自润滑刀具微孔结构参数的确定78

3.3 微池自润滑刀具的制备83

3.4 微池自润滑刀具试样的摩擦磨损特性及其减摩机理85

3.4.1 试验方法85

3.4.2 微池自润滑刀具试样的摩擦磨损特性87

3.4.3 不同微孔结构参数的微池自润滑刀具试样摩擦磨损特性90

3.4.4 填充不同固体润滑剂的微池自润滑刀具试样摩擦磨损特性91

3.4.5 微池自润滑刀具试样的减摩机理92

3.5 微池自润滑刀具的切削性能95

3.5.1 试验方法95

3.5.2 微池自润滑刀具的切削性能97

3.5.3 微池自润滑刀具磨损形貌101

3.5.4 微池自润滑刀具切削过程的润滑机理107

3.6 本章小结109

第4章 原位反应自润滑刀具110

4.1 原位反应自润滑陶瓷刀具的设计理论110

4.1.1 原位反应自润滑陶瓷刀具的设计原则110

4.1.2 原位反应自润滑陶瓷刀具材料体系的确定111

4.1.3 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的化学相容性分析112

4.1.4 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的物理相容性分析113

4.2 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的制备、力学性能与增韧机理116

4.2.1 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的制备工艺116

4.2.2 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的力学性能119

4.2.3 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的微观结构123

4.2.4 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的增韧机理128

4.3 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的高温氧化特性130

4.3.1 原位反应自润滑陶瓷刀具材料高温氧化机理130

4.3.2 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的高温氧化特性133

4.3.3 原位反应自润滑陶瓷刀具材料氧化后的微观结构138

4.4 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的摩擦磨损特性及减摩机理142

4.4.1 摩擦磨损试验方法142

4.4.2 原位反应自润滑陶瓷刀具材料的摩擦磨损特性及减摩机理144

4.5 原位反应自润滑陶瓷刀具的切削性能154

4.5.1 原位反应自润滑刀具切削加工试验154

4.5.2 原位反应自润滑刀具的切削力与平均摩擦系数156

4.5.3 原位反应自润滑刀具的切削温度159

4.5.4 原位反应自润滑刀具加工工件的表面粗糙度161

4.5.5 原位反应自润滑刀具切削加工时的磨损特性及减摩机理162

4.6 本章小结171

第5章 软涂层自润滑刀具173

5.1 MoS2涂层材料与基体材料的匹配173

5.1.1 MoS2涂层材料与基体材料的化学相容性分析173

5.1.2 MoS2涂层材料与基体材料的物理相容性分析174

5.1.3 基于残余热应力的MoS2涂层刀具基体材料的优选179

5.1.4 MoS2涂层刀具的结构设计182

5.1.5 涂层刀具最大残余热应力随沉积温度的变化186

5.2 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具的制备187

5.2.1 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具的制备工艺187

5.2.2 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具的性能测试方法188

5.2.3 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具的制备工艺参数190

5.3 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具的性能与微观结构202

5.3.1 MoS2/Zr软涂层的形貌和成分202

5.3.2 MoS2/Zr软涂层的物理机械性能205

5.3.3 MoS2/Zr软涂层的界面结合机制209

5.4 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具材料的摩擦磨损特性212

5.4.1 摩擦磨损试验条件212

5.4.2 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具材料的摩擦磨损性能213

5.4.3 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具材料的磨损形貌215

5.4.4 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具材料的减摩机理218

5.5 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具的切削性能220

5.5.1 试验条件220

5.5.2 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具的切削性能221

5.5.3 MoS2/Zr软涂层自润滑刀具的磨损特征223

5.6 本章小结230

参考文献232