2 模擬試驗(yàn)與分析

1. 機(jī)械試驗(yàn)
   通過(guò)模擬硬質(zhì)合金刀具的實(shí)際磨削過(guò)程，分別進(jìn)行了磨削試驗(yàn)废亭、摩擦試驗(yàn)和浸泡試驗(yàn)国章。

   1. 磨削試驗(yàn)
      刀具：YG6硬質(zhì)合金刀具具钥；砂輪：直徑?150mm，綠色碳化硅磨料液兽，粒度46#骂删；機(jī)床：CA6140型車(chē)床，轉(zhuǎn)速1120r/min四啰。
      試驗(yàn)時(shí)宁玫，將砂輪裝在自制芯軸上，芯軸一端卡在三爪卡盤(pán)上柑晒，另一端用頂尖頂着繁瘛；硬質(zhì)合金刀具固定在刀架上敦迄。磨削過(guò)程中分別使用600ml 蒸餾水恋追、油酸三乙醇胺和三乙醇胺三種磨削液。樣品編號(hào)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表1奖岛。

      表1 磨削試驗(yàn)數(shù)據(jù)

      磨削液種類(lèi)	硬質(zhì)合金刀具				磨削液 (磨削后)		磨削 時(shí)間 (min)
      	磨削前		磨削后
      	試樣	質(zhì)量(g)	試樣	質(zhì)量(g)	試樣	體積
      蒸餾水	C01	13.3	C11	13.0	L1	200 (ml)	25
      油酸三乙醇胺		13.7	C12	13.3	L2
      三乙醇胺		13.0	C13	12.4	L3

      由表1 可知恕孙，在相同的加工條件和磨削時(shí)間下，分別使用蒸餾水(L₁)淑储、油酸三乙醇胺(L₂)帘缤、三乙醇胺(L₃)為磨削液時(shí)，刀具磨損量依次增加(分別為0.3g俏堆、0.4g 和0.6g)憋屑，可見(jiàn)以三乙醇胺為添加劑的磨削液磨削效率較高。磨削前篡呆、后磨削液的體積由于水分蒸發(fā)而發(fā)生變化汽后，但不影響鈷浸出量測(cè)定。用于試驗(yàn)的三種磨削液體積相同摇龟，因此其鈷含量與浸出能力成正比两胃。
   2. 摩擦試驗(yàn)
      將砂輪換成直徑?105mm、厚度30mm的鋼套遮乾，在與磨削試驗(yàn)相同的試驗(yàn)條件下专肪，以油酸三乙醇胺為潤(rùn)滑液，用YT硬質(zhì)合金刀具與鋼套平面部分進(jìn)行摩擦堪侯。樣品編號(hào)及試驗(yàn)數(shù)據(jù)見(jiàn)表2嚎尤。
      

      表2 摩擦試驗(yàn)數(shù)據(jù)

      		摩擦前	摩擦后	摩擦?xí)r間(min)
      硬質(zhì)合金刀具	試樣	C02	C14	15
      	質(zhì)量(g)	80.0	80.0
      鋼片	試樣	F0	F1
      磨削液	試樣	—	L4
      	體積(ml)	500	150

   3. 浸泡試驗(yàn)
      用200ml油酸三乙醇胺磨削液浸泡YG8硬質(zhì)合金刀具：經(jīng)90～100℃水浴3小時(shí)后，在常溫下浸泡15天伍宦。浸泡后溶液體積為25ml芽死，液體樣品編號(hào)為L(zhǎng)₅。經(jīng)分光光度分析雹拄，L₅中鈷含量為110μg/ml收奔。
2. 微乳液介質(zhì)—分光光度分析
   1. 儀器與試劑
      儀器：721 型分光光度計(jì)掌呜。
      試劑：①Co(II)標(biāo)準(zhǔn)溶液：取CoCl₂. 6H₂O配成1g/L貯備液，再稀釋為0.1mg/ml鈷工作液坪哄；②微乳液：先配制SDS(十二烷基硫酸鈉)：正丁醇：正庚烷=63:27:10(重量比)的原液质蕉，然后配成含水85%的微乳液；③0.2%PAN的乙醇溶液翩肌；④pH=5的HAc-NaAc緩沖溶液(上述試劑中除SDS為化學(xué)純外模暗，均為分析純)。
   2. 試驗(yàn)方法
      取0.1ml鈷工作液于容量為25ml的瓶中念祭，依次加入pH=5的緩沖溶液2.0ml沽票、PAN溶液0.7ml，用微乳液定容裙系，搖勻憋考。靜置210分鐘后，用721型分光光度計(jì)于波長(zhǎng)586nm處眼膊，用1cm比色皿绪樊，以試劑空白為參比測(cè)定溶液的吸光度，作出工作曲線(xiàn)舆鸿。
      分別取0.1～1ml磨削后的蒸餾水(L₁)藐篡、油酸三乙醇胺(L₂)和三乙醇胺(L₃)，按上述方法測(cè)定鈷含量翰发，測(cè)量結(jié)果列入表3辑剿。
      

      表3 分光光度分析結(jié)果

      試樣	L1	L2	L3	L4	L5
      鈷含量(μg/ml)	9.30	14.50	23.70	0.70	110

   3. 分析結(jié)果
      分光光度分析結(jié)果見(jiàn)表3。
      光度分析結(jié)果表明吮骑，在磨削硬質(zhì)合金刀具的過(guò)程中坚浩，三種磨削液均可使刀具中部分鈷浸出，浸出能力按由大到小順序排列分別為三乙醇胺(鈷含量23.70μg/ml)循头、油酸三乙醇胺(鈷含量14.50μg/ml)缠俺、蒸餾水(鈷含量9.30μg/ml)。
      光度分析結(jié)果還表明贷岸，當(dāng)硬質(zhì)合金刀具與鋼片摩擦?xí)r，使用的油酸三乙醇胺潤(rùn)滑液鈷浸出量較少(L₄中鈷含量?jī)H為0.70μg/ml磷雇，遠(yuǎn)小于L₂中的鈷含量)偿警；而用油酸三乙醇胺長(zhǎng)時(shí)間浸泡刀具，在常溫下即可使鈷大量浸出(L₅中鈷含量達(dá)110μg/ml)唯笙。
3.  掃描電鏡分析
   用KYKY2800 型掃描電子顯微鏡對(duì)硬質(zhì)合金刀具及鋼套表面進(jìn)行測(cè)試分析螟蒸，分析結(jié)果見(jiàn)表4。
   

   表4 掃描電鏡分析結(jié)果

   試樣	元素	重量百分比(%)	原子百分比(%)
   C01	Co	5.49	15.34
   	W	94.51	84.66
   C11	Co	3.01	8.82
   	W	96.99	91.18
   C12	Co	2.67	7.92
   	W	97.33	92.08
   C13	Co	2.00	5.87
   	W	98.00	94.13
   C02	Co	5.13	12.86
   	W	90.05	72.31
   	Ti	4.81	14.83
   C14	Co	1.43	2.54
   	Fe	24.99	46.73
   	W	68.02	38.63
   	Ti	5.55	12.10
   F0	Fe	98.53	97.41
   	Mn	0.35	0.36
   	Al	0.59	1.20
   	Si	0.53	1.04
   F1	Co	0.64	0.63
   	Fe	91.58	95.05
   	Mn	0.55	0.58
   	Al	0.80	1.71
   	W	6.44	2.03

   由表4可知崩掘，硬質(zhì)合金刀具經(jīng)磨削后七嫌，刀具中的鈷含量減少少办，且采用不同磨削液時(shí)其鈷含量按蒸餾水、油酸三乙醇胺诵原、三乙醇胺的順序遞減(由磨削前Co元素占試樣重量的5.49%分別減少為3.01%英妓、2.67%和2.00%)，表明三種磨削液對(duì)鈷的浸出能力依次遞增并以三乙醇胺最強(qiáng)狠寒，這與分光光度分析結(jié)果是一致的呈篱。此外，刀具與鋼套摩擦后伐狼，刀具中部分鈷元素?cái)U(kuò)散到鋼中(Co元素重量比由試樣C₀₂的5.13%減少為C₁₄的1.43%臣塑，F(xiàn)₁中Co增加到0.60%)，同時(shí)鋼套中部分鐵元素?cái)U(kuò)散到刀具中(C₁₄中Fe增至24.99%)岁十，這驗(yàn)證了擴(kuò)散磨損的存在特干。

3 鈷浸出機(jī)理探討

1. 磨削時(shí)使用水砖瞧、油酸三乙醇胺息堂、三乙醇胺作為磨削液，均可使硬質(zhì)合金刀具中的鈷浸出块促，且浸出能力依次增強(qiáng)荣堰。浸出機(jī)理為 式中，Co(TEA)和Co(OH)指Co 與TEA 或OH^-形成的配合物竭翠，并非具體化學(xué)式振坚。
2. 常溫下薇搁，用含三乙醇胺的磨削液長(zhǎng)時(shí)間浸泡硬質(zhì)合金刀具可使刀具中的鈷元素浸出。
3. 硬質(zhì)合金刀具與鋼摩擦秤淀，刀具中鈷的損失形式主要為擴(kuò)散磨損挺皆。