金属切削刀具是制造业切削技术的主要组成部分,制造业发展到今天,新型轻量化、高强度的材料得到广泛应用,对刀具性能有了更高的要求,加强刀具硬度和韧性、减少刀具磨损与崩刃、提高工件产品质量等成为国内外金属切削领域研究的热点。金属切削刀具磁场强化处理技术是通过能量传递的方式将磁场能量转移到刀具材料上,改变材料内部原子和分子的排列结构,使材料金相组织和力学性能发生改变。相比于涂层强化等传统刀具强化处理技术,磁场强化具有操作简单、投资少、见效快、无污染且不影响刀具刀刃尺寸等优点,有广阔的工程应用前景。本课题采用交流磁场强化处理技术对硬质合金刀具进行强化处理,运用电磁学、材料学、金相学、摩擦学、金属切削等学科的理论和方法,研究磁化处理对其性能的影响规律和作用机理。本文主要的研究内容和结论如下:(1)研究了交流磁化处理对硬质合金刀具材料力学性能和金相组织的影响。实验结果表明,交流磁场强化处理可以增加试样硬度,不同的磁化参数对试样硬度的增加效果不一样,YT5试样的显微硬度增加值最大为61Hv,此时的硬度增益率最大,达到5.15%,YG8试样的洛氏硬度最大增加了0.32HRA。通过对试样金相组织的对比观察,发现磁场强化处理可以引起或加速硬质合金材料位错运动,增加W和C在黏结相中的固溶度,细化WC晶粒,减少晶粒棱角。另外,由于组织中碳化物数量有所增加而出现了η相,η相可以减小局部矫顽磁力和钴磁,从而减小内应力,金相组织中的矫顽磁力、钴磁和WC晶粒三者之间的关系也发生改变。(2)研究了交流磁化处理对硬质合金刀具材料摩擦磨损机理的影响。结果表明,磁化处理可以改变刀具材料的主要摩擦磨损方式,减小硬质合金材料的摩擦系数和磨损量,降低材料磨损率。在相同试验条件下,磁化后试样的平均摩擦系数下降2.9~7.9%;对于YT5试样组,磁化后的磨损率下降了13.2%,对于YG8试样组,磁化后的磨损率下降了15.8%。(3)研究了交流磁化处理对硬质合金刀具切削性能的影响。通过不同磁属性材料的铣削实验,从铣削力、刀具摩擦磨损和工件表面质量三个方面分析了磁场影响规律和作用机理。结果表明,加工铁磁性材料时,交流磁场强化处理减小了刀具切削刃的磨损,增大了切削力,对工件表面质量具有优化作用。加工顺磁性材料时,铣刀的磨损减少,切削力基本不变,工件表面质量无明显提高。