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高溫合金有哪些加工難點?
高溫合金是現(xiàn)代航天、航空、航海及核工業(yè)上必需的金屬材料,高溫合金的切削加工是現(xiàn)代機械加工技術中-一個難點。本文首先簡要介紹了高溫合金切削加工的特點,然后介紹了高溫合金的車削加工中刀具的選擇及其加工中應注意的若干問題。
高溫合金是多組元的復雜合金,能高溫氧化氣氛及燃氣腐蝕條件下工作,具有優(yōu)良的熱強性能,熱穩(wěn)定性能及熱疲勞性能。高溫合金主要用于航空渦輪發(fā)動機,航天發(fā)動機的耐熱零部件,特別是火焰筒、渦輪葉片、導向葉片及渦輪盤是高溫合金應用的典型零件。
高溫合金切削加工的特點
1、切削加工性差
高溫合金的相對切削加工性均很差,kv約在0.2~0.5之間,合金中的強化相越多,分散程度越大,熱強性能越好,切削加工性就越差。高溫合金加工由易→難順序為:變形高溫合金gh4034→gh2036-→gh2132-→+ gh2135-→gh1140- gh3030→gh4033→gh4037→gh4049-→gh4133.....
鑄造高溫合金k211→k214→k40l→k406→k640......
2、切削變形大
高溫合金的塑性很大,有的延伸率δ≥40%,合金的奧氏體中固溶體晶格滑移系數(shù)多,塑性變形大,故切削變形系數(shù)大。如低速拉 削變形fe基高溫合金gh2132時,其切削變形系數(shù)λ h約為45鋼的1.5倍。
3、加工硬化傾向
由于高溫合金的塑性變形大,晶格會產(chǎn)生嚴重扭曲,在高溫和高應力作用下不穩(wěn)定的奧氏體將部分轉變?yōu)轳R氏體,強化相也會從固.溶體中分解出來呈彌散分布,加之化合物分解后的彌散分布,都將導致材料的表面強化和硬度的提高。切削加工后,高溫合金的硬化程度可達200% ~500%。切削試驗表明,切削速度vc和進給量f均對加工硬化有影響,vc 越高,f越小,加工硬化越小。
4、切削力大,切削溫度高
切削高溫合金時切削力f的各項分力均大于45鋼,也比不銹鋼的切削力要大。切削高溫合金時切削力的波動比切削合金鋼大得多,伴隨切削力的波動,極易引起振動。切削高溫合金時,由于材料本身的強度高、塑性變形大、切削力大、消耗功率大、產(chǎn)生的熱量多,而它們的導熱系數(shù)又較小,故切削溫度比切削45鋼和不銹鋼都高很多。
5、刀具易磨損
切削高溫合金時刀具磨損嚴重,這是由復合因素造成的。如:嚴重的加工硬化、合金中的各種硬質化合物及γ '相構成的微硬質點等都極易造成磨料磨損。磨損的形式常為邊界磨損和溝紋磨損,邊界磨損由工件待加工表面上的冷硬層造成,溝紋磨損由加工表面剛形成的硬化層所致。.
6、表面質量和精度不易保證
由于切削溫度高,材料本身導熱性能又很差,工件極易產(chǎn)生熱變形,故精度不易保證。又因切削高溫合金時刀具前角γ o較小、vc較低時切屑常呈擠裂狀,切削寬度方向也會有變形,會使表面粗糙度ra加大。