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高温合金的切削加工

  高温合金是在1000℃左右条件下使用的一种工程材料,广泛应用于航天、航空、各种热处理设备。由于高温合金中含有许多高熔点合金元素Fe、Ti、Cr、Ni、V、W、Mo等,这些合金元素与其它合金元素构成纯度高、组织致密的奥氏体合金。而且有的元素又与非金属元素C、B、N等构成硬度高、比重小、熔点高的金属与非金属化合物,使其切削加工性变得很差。它的相对切削加工性,只有45号钢的5~20%。

  1、切削特点:a、切削力大:比切削45号钢大2~3倍。b、切削温度高:比切削45号钢高50%左右。c、加工硬化严重:切削它时的加工表面和已加工表面的硬度比基体高50~100%。d、刀具易磨损:切削时易粘结、扩散、氧化和沟纹磨损。

  2、刀具材料:a、高速钢:应选用高钒、高碳、含铝高速钢。b、硬质合金:应采用YG类硬质合金。最好采用含TaC或NbC的细颗粒和超细颗粒硬质合金。如YG8、YG6X、YG10H、YW4、YD15、YGRM、YS2、643、813、712、726等。c、陶瓷:在切削铸造高温合金时,采用陶瓷刀具也有其独特的优越性。

  3、刀具几何参数:变形高温合金(如锻造、热轧、冷拔)。刀具前角γ0为10°左右;铸造高温合金γ0为0°左右,一般不鐾负倒棱。刀具后角一般α0=10°~15°。粗加工时刀倾角λs为-5°~-10°,精加工时λs=O~3°。主偏角κr为45°~75°。刀尖圆弧半径rξ为0.5~2mm,粗加工时,取大值。

  4、切削用量:a、高速钢刀具:切削铸造高温合金切削速度Vc为3m/min左右,切削变形高温合金Vc=5~10m/min。b、硬质合金刀具:切削变形高温合金Vc:40~60m/min;切削铸造高温合金Vc=7~10m/min。进给量f和切削深度αp均应大于0.1mm,以免刀具在硬化后的表面进行切削,而加剧刀具磨损。

  5、切削液:粗加工时,采用乳化液、极压乳化液。精加工时,采用极压乳化液或极压切削油。铰孔时,采用硫化油85~90%+煤油10~15%,或硫化油(或猪油)+CCl4。高温合金攻丝十分困难,除适当加大底孔直径外,应采用白铅油+机械油,或氯化石蜡用煤油稀释,或用MoS2油膏。

  6、高温合金的钻孔,十分困难,一般应采用硬质合金钻头,如浅孔钻、整体或镶焊的硬质合金钻头。如采用高速钢钻头时,应修磨钻头的副后角α’0,以减小和孔壁的摩擦。同时还应修磨钻尖,减小钻头横刃的宽度,以减小钻削时的轴向力。钻头要锋利,最好采用自动进给,钻削时,钻头不要在切削表面停留,以免加剧切削表面硬化,给下一次进刀带来困难。

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