编者按

2021年，清华大学深圳国际研究生院校优秀硕士学位论文篇数再创历年新高，占全校优秀硕士论文31%，共有63篇荣获清华大学优秀硕士学位论文，其中44篇为我院专职教师指导。本系列推送将向大家展示我院获奖同学的科研成果风采。

论文中文标题：电磁处理硬质合金刀具切削钛合金的磨损性能研究

论文英文标题: Investigation on Wear Performance of Electromagnetically Treated Carbide Tool for Ti6Al4V Cutting

作 者：周文萌

指导教师：李星辉

培养院系：精密仪器系

学 科：仪器仪表工程

学习感言：磨练福久，参勘知真

获得荣誉：

硕士研究生国家奖学金、2021年清华大学优秀硕士学位论文、2019年度清华大学深圳国际研究生院综合优秀一等奖

研究背景/选题意义/研究价值

在航空航天等领域，钛合金材料由于优异的机械和力学性能被广泛应用，然而钛合金加工中存在刀具寿命过短等问题，是制约高质量、高效率加工的关键瓶颈。电磁处理工艺能够改善材料内部缺陷均匀性等微观性能，有望缓解上述问题。本文对电磁处理硬质合金刀具切削钛合金性能展开系统性探究，对延长刀具切削寿命、提升钛合金切削效率具有重要应用价值和工程意义。

主要研究内容

本研究以电磁处理涂层硬质合金刀具为主要研究对象，研究了电磁处理对硬质合金刀具材料和涂层结合强度的影响规律与机制；开展了切削仿真和正交车削实验，分析电磁处理对前后刀面的不同影响现象与机理；研究了电磁处理对硬质合金刀具磨损的影响机制。

图1 电磁处理前后刀具切削寿命对比，电磁处理刀具的切削寿命明显提升（133.3%）

图2 电磁处理在刀具切削表现与材料性能的有效性探究

论文主要创新点

1、探究了电磁处理工艺对确定工况下，GU20涂层硬质合金刀具切削钛合金的刀具寿命改善效果；

2、从宏观硬度散差、微观位错等缺陷两个层面，共同为电磁处理对刀具材料的内在作用机理提供了参考；

3、采用分形分析方法，测算了电磁处理前后和不同切削阶段下的刀具磨损区域的表面分形维数，定量描述了刀具表面磨损形貌结构的多尺度特征。

学位论文相关学术成果

1、发表论文

[1] Zhou W M, Li X H, Feng F, et al. Robustness of Surface Roughness against Low Number of Picture Elements and Its Benefit for Scaling Analysis[J]. Coatings, 2020, 10(8): 776. (影响因子2.436，SCI收录，检索号WOS: 000567684600001)

[2] Zhou W M, Lin J C, Feng F, et al. Performance improvement of carbide cutting tool for Ti6Al4V alloys using electromagnetic treatment[J]. The International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 2021, 113(5-6): 1547-1560. (影响因子2.633，SCI收录，检索号WOS: 000616048200006)

2、发明专利

[1] 冯峰, 李星辉, 周文萌, 等. 一种快速测算表面粗糙度与测量尺度关系的方法: 中国, ZL201910569990.3[P]. 2020-08-25.（授权）

来源|培养处

策划|陈金静、兑晓晴

文、图|周文萌

编辑|叶思佳

排版|刘子毅

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