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作者:张朝俊;钟佩璇;邓文君;
单位:华南理工大学机械与汽车工程学院;
摘要:在机加工领域切削韧性金属带来的积屑瘤导致极高的切削力,糟糕的已加工表面质量是长久以来困扰研究者的一大问题。近期一种名为有机单分子层脆化(organic monolayer embrittlement, OME)的现象有望解决这一问题,有机单分子层脆化仅通过涂抹一层有机脆化试剂,在精密加工时即可减小切削力、增大表面质量,在纯铜等延展性金属中表现显著。对纯铜进行微切削实验并探讨切屑形态、切削性能、微观组织变化,研究结果表明,OME将切屑的流动模式从“蜿蜒流动”改变为“分段准周期微裂纹流动”。切削力的降幅高达60.9%,显著改善表面质量,减小因其黏性引起的表面缺陷,并有效减小加工硬化层厚度,为韧性金属精密加工领域带来一种潜在的先进制造技术。OME是一种与有机催化剂的吸附性质和范德华力密切相关的物理现象,吸附的有机脆化试剂在切削过程中阻碍了位错运动,使切屑自由表面发生位错堆积导致局部应力增大,引起材料失效产生微裂纹,从而改变切屑流动模式,提高加工性能。
关键词:有机单分子层脆化;;切削力;;切屑形态;;表面质量;;微观组织
基金资助:国家自然科学基金(52475454,52075187);; 广东省自然科学基金(2025A1515012095,2022A1515010995)