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高溫合金圓刀片切削加工特點

以45鋼的加工性為100%,則高溫合金圓刀片的相對切削加工性僅為50%~20%,可以說高溫合金是各種難切削材料中最難切削的材料。合金中的強化相越多,分散程度越大,熱強性就越好,就越難切削。
    根據各種高溫合金的性能,對其切削由易到難的順序如下。
    變形高溫合金:GH34、GH2035、GH2132、GH2135、GH1140、GH3030、GH4033、GH4037、GH4049、GH4033A。
    鑄造高溫合金:Kll、K14、K401、K406、Kl0。
    高溫合金的切削過程有以下特點。
    ①塑性變形較大。不同的高溫合金其伸長率相差很大,但大多數都具有一定的塑性。其中有些合金的塑性很高,如GH1140,室溫下的伸長率達45%。
    ②切削力大。高溫合金在室溫下的強度稍高于中碳鋼,但高溫強度很高,在600~900℃時,仍接近于甚至超過中碳鋼的室溫強度。高溫合金本身的硬度并不高,但合金中有大量的純度高、組織致密的奧氏體固溶體存在,奧氏體組織具有晶格滑移系數大、塑性變形大的特點,切削時塑性變形區晶格歪扭嚴重,因而硬度大大提高,使切削力增加。高溫合金中的原子間結合十分穩定,切削時欲使其原子脫離平衡位置所需的能量很大,因而變形抗力大大上升,而且冷硬現象嚴重,所以切削力很大,比切削一般鋼材大2~3倍。
    ③冷硬現象嚴重。在金屬產生塑性變形的同時,存在著強化和軟化的現象。由于高溫
合金的軟化溫度高,軟化速度低,所以硬化現象嚴重。切削高溫合金時.已加工表面的硬度
比基體的硬度高50%~100%。
    ④切削溫度高。高溫合金在切削中產生較大的塑性變形,同時圓刀片與工件和切屑之間產生著強烈摩擦,使切削力增大,因此產生大量的切削熱。又因高溫合金的熱導率很低,約為12. 5W/  (m.K),大部分的切削熱集中在狹小的切削區域內,使切削溫度升高,最高可達1000℃左右。例如,車削GH2132時的切削溫度比車削45鋼高300℃;用硬質合金75外圓刀片削G H1131,當y=15,ap=3mm,f=0.Imm/r,u= 60m/min時,切削溫度超過900℃,而在同樣的條件下,車削45鋼切削溫度只有640℃。
    ⑤圓刀片易磨損。在高溫合金中,含有許多金屬碳化物、氮化物、硼化物及金屬間化合物,特別是Y相構成的硬質點。同時高溫合金的高溫強度較高,加工硬化嚴重,所以在切削過程中,給圓刀片造成了巨大的摩擦和磨料磨損。在高溫高壓下,由于圓刀片材料與被加工材料間親和力及黏附力的作用,切屑與刀具間出現熔焊現象,有一部分圓刀片材料被切屑帶走,造成黏結磨損。在較高的切削溫度下,刀具中的某些元素(如鎢、鈷、鈦、鈮等)向工件和切屑擴散,使磨損加快。在高溫條件下,周圍介質中的碳、氧、氫、氮等非金屬元素容易侵入切削界面,使刀具材料生成相間脆性相,加劇了圓刀片材料組織內應力集中,容易使刀具產生裂紋,甚至使刀具切削部分崩落而失去切削能力。在車削高溫合金時,除了在前、后刀面發生磨損外,還有比較特殊的磨損形式,就是邊界磨損和溝紋磨損。
⑥精度不易保證。切削高溫合金時,切削溫度很高,會造成工件熱變形,使尺寸和形狀精度發生變化,不易保證。
來源:本站   編輯:普通管理員
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