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高温合金有哪些加工难点?

作者: 来源: 日期:2021-12-27 10:22:35

高温合金是现代航天、航空、航海及核工业上必需的金属材料,高温合金的切削加工是现代机械加工技术中-一个难点。本文首先简要介绍了高温合金切削加工的特点,然后介绍了高温合金的车削加工中刀具的选择及其加工中应注意的若干问题。

     高温合金是多组元的复杂合金,能高温氧化气氛及燃气腐蚀条件下工作,具有优良的热强性能,热稳定性能及热疲劳性能。高温合金主要用于航空涡轮发动机,航天发动机的耐热零部件,特别是火焰筒、涡轮叶片、导向叶片及涡轮盘是高温合金应用的典型零件。

    高温合金切削加工的特点
1、切削加工性差
    高温合金的相对切削加工性均很差,kv约在0.2~0.5之间,合金中的强化相越多,分散程度越大,热强性能越好,切削加工性就越差。高温合金加工由易→难顺序为:变形高温合金gh4034→gh2036-→gh2132-→+ gh2135-→gh1140- gh3030→gh4033→gh4037→gh4049-→gh4133.....
铸造高温合金k211→k214→k40l→k406→k640......

2、切削变形大

    高温合金的塑性很大,有的延伸率δ≥40%,合金的奥氏体中固溶体晶格滑移系数多,塑性变形大,故切削变形系数大。如低速拉 削变形fe基高温合金gh2132时,其切削变形系数λ h约为45钢的1.5倍。
3、加工硬化倾向

    由于高温合金的塑性变形大,晶格会产生严重扭曲,在高温和高应力作用下不稳定的奥氏体将部分转变为马氏体,强化相也会从固.溶体中分解出来呈弥散分布,加之化合物分解后的弥散分布,都将导致材料的表面强化和硬度的提高。切削加工后,高温合金的硬化程度可达200% ~500%。切削试验表明,切削速度vc和进给量f均对加工硬化有影响,vc 越高,f越小,加工硬化越小。

4、切削力大,切削温度高
    切削高温合金时切削力f的各项分力均大于45钢,也比不锈钢的切削力要大。切削高温合金时切削力的波动比切削合金钢大得多,伴随切削力的波动,极易引起振动。切削高温合金时,由于材料本身的强度高、塑性变形大、切削力大、消耗功率大、产生的热量多,而它们的导热系数又较小,故切削温度比切削45钢和不锈钢都高很多。

5、刀具易磨损
    切削高温合金时刀具磨损严重,这是由复合因素造成的。如:严重的加工硬化、合金中的各种硬质化合物及γ '相构成的微硬质点等都极易造成磨料磨损。磨损的形式常为边界磨损和沟纹磨损,边界磨损由工件待加工表面上的冷硬层造成,沟纹磨损由加工表面刚形成的硬化层所致。.
6、表面质量和精度不易保证
    由于切削温度高,材料本身导热性能又很差,工件极易产生热变形,故精度不易保证。又因切削高温合金时刀具前角γ o较小、vc较低时切屑常呈挤裂状,切削宽度方向也会有变形,会使表面粗糙度ra加大。

 

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