镍基高温合金在航空、航天、能源、化工等工业部门获得了广泛的应用,是国防和经济建设中不可缺少的一类重要材料。镍基高温合金是难加工合金,切磨削加工中具有切削力大、加工硬化倾向严重,切削温度高等特点,加工中产生很大的热量,造成刀具的磨损、变形,工件表面组织的发热变形以及组织成分的改变等等,这都会影响到材料的性能。因此,寻求一种改善生产环境的绿色切削冷却方式就显得尤为重要。传统切削冷却加工方法常使用含硫、氯、磷等添加元素的极压切削液,这种冷却液污染环境、危害工人的健康,而喷雾冷却集低温气、液两相射流与充分汽化的强化换热优势,充分发挥冷却介质的换热潜力以获得最佳的强化换热冷却效果,是一种绿色、无污染、高效的切削冷却方法。籍此,本论文主要做了以下工作:1.研制和改进了喷雾冷却的实验装置,和同一组的同学合作共同研制和改进了低温气体喷雾发生系统、试件加热系统和试件表面温度信号采集系统,从而得到了一个准确度更高、灵敏度更好的喷雾冷却实验平台。2.利用该实验平台,通过改变被冷却试件的温度和冷却参数来模拟切磨削加工过程中产生切削热的过程,具体分析了试件在喷雾冷却中各冷却参数的配比与冷却效果的关系。对镍基高温合金、钛合金、紫铜和45钢四种材料进行了各种材料进行纯冷风实验、添加不同流量水的喷雾冷却实验,目的是得到四种材料冷风冷却时的最佳冷风温度;利用该优化值对上述四种材料又分别进行喷雾冷却,得出喷雾冷却下四种材料在不同温度段内,最佳喷雾冷却效果时的各自水流量大小、不同温度段内的冷却效果。3.研究在不同的喷雾冷却参数下, GH4169合金各个试样显微组织的变化特征、显微硬度的变化规律,其结论为:(1)镍基合金GH4169合金的显微组织的晶粒尺寸随温度升高而增大,同一温度时冷却速度越大,冷却后显微组织的晶粒尺寸越小;(2)高温合金GH4169合金进行喷雾冷却时,并不是喷雾的水流量越大,得到的材料的组织性能就越好;(3)在镍基合金GH4169喷雾冷却后,在700℃,水流量大时,显微硬度值也大,在650℃、550℃和450℃时,水流量大时的显微硬度反而小,而当喷雾冷却时的水流量为同一值时,试件表面温度越高,显微硬度越大。(硬度值是原始材料的硬度值的2倍多),随着深度的变化,显微硬度值开始减小,但仍然高于原始硬度;(4)GH4169经过冷却处理后的显微硬度大于原始硬度,但是并不是水流量越大,显微硬度就越大。