42CrMo钢钻孔用钻头刃口后处理切削性能对比研究

42CrMo材料因具有高强度、良好低温冲击韧性及淬透性等优点，广泛应用于对强度和韧性有严格要求的大、中型塑料模具。但42CrMo钢钻孔时存在钻头磨损快、易断刀和钻孔质量难以保障等问题。传统麻花钻难以满足42CrMo钢的生产需求。为了提高麻花钻的切削性能和使用寿命，对麻花钻进行刃口钝化后处理和涂层处理显得尤为重要。

刃口钝化是决定刀具刃口质量的重要工序。经磨削制造出的刀具在刃口或基体区域会存在一定缺陷，如微裂纹和毛刺等。通过刃口钝化，在有效消除刃口区域微缺陷的同时，可得到合适的微观几何参数以及良好的表面形貌。从力学角度分析，刃口钝化还能消除刃口处在磨削成型时的残余应力，改善刃口区域的应力状态，进而提高刃口的强度和耐磨性。从涂层制备方面来看，通过刃口制备的刀具，其涂层附着力会大大提高。目前，钻头刃口钝化的研究主要专注于刃口钝化形状对刀具寿命的影响。王乐等通过硬质合金钻头不同钝化型式对加工42CrMo的影响实验发现，钻头刃口钝化成瀑布型可最大限度提高其使用寿命。刘贺轩等在不同钝化宽度的麻花钻负倒棱型刃口钻削45钢实验中发现当倒棱宽度为0.08mm时，切削性能最优。并发现圆弧型刃口钝化和负倒棱型刃口钝化的麻花钻相比，前者产生的切削力较小，后者的断屑能力较好。

涂层处理是一种有效提高刀具切削性能和使用寿命的方法。涂层提高了刀具的抗磨损性和抗高温性，同时可有效避免刀具基体与工件直接接触，对减少切削热载荷起到了积极作用。涂层还可以减小刀具的磨损速率，在刀具出现磨损凹坑或裂纹后，涂层可以延缓其扩散速度，进而延长其使用寿命。目前，大量学者针对关于利用涂层钻头进行难加工材料切削性能和使用寿命方面进行了研究，施龙飞等在对比有无涂层的钻头钻削40Cr钢实验中发现钻削至1000孔时有涂层的钻头仅轻微磨损，无涂层的钻头已失效，说明涂层能极大提高刀具的使用寿命。刘敬在涂层钻头切削碳纤维板的实验中发现与无涂层钻头相比，涂层钻头的切削性能显著提高，主要体现在切削摩擦力变小，刀具磨损量明显下降，被加工孔壁无毛刺、裂纹以及表面质量有所改善。杨旭等在TiSiC 涂层钻头钻削CFRP/Ti叠层材料实验中发现，涂层钻头能显著降低钻削时的轴向力，起到了保护刀具基体并延长使用寿命的作用。

近年来有关硬质合金刀具切削性能和使用寿命研究的论文不断增多，但针对不同刃口后处理对麻花钻性能的影响，特别是刀具刃口在切削过程中的演化规律研究仍存在空缺。本文通过实验探究未刃口钝化处理、已刃口钝化处理、刃口钝化处理且镀涂层的麻花钻在钻削过程中的磨损和失效形式，进一步分析刃口钝化和涂层对麻花钻切削性能的影响以及探究涂层麻花钻的刃口磨损过程。

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