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高温合金的种类与CBN刀具的应用效果

1高温合金种类
是指以铁、镍、钴为基,能在600℃以上的高温及一定应力作用下长期工作的一类金属材料;并具有较高的高温强度,良好的抗氧化和抗腐蚀性能,良好的疲劳性能、断裂韧性等综合性能。高温合金为单一奥氏体组织,在各种温度下具有良好的组织稳定性和使用可靠性。已经广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船等领域。高温合金有以下几种:
(1)按基体元素分类:分为铁基、镍基、钴基等高温合金。镍基高温合金在整个高温合金领域占有特殊重要的地位,它广泛地用来制造航空喷气发动机、各种工业燃气轮机最热端部件,与钴合金相比,镍合金能在较高温度与应力下工作,尤其是在动叶片场合,
(2)按生产工艺:分为铸造高温合金,变形高温合金,粉末冶金高温合金。
2适合加工的高温合金材料分析
2.1不锈钢高温合金(奥氏体不锈钢)不太适合用加工,但其他HRC45以上耐热钢类可以用加工;
2.2 铸造类镍基、钴基高温合金非常适合用CBN刀具加工。
2.3由于高温合金的种类复杂,注意针对工件的不同金属元素含量和工艺类型选择合适的CBN牌号。
2.4非高温合金类的粉末冶金零件已经被证实适合用加工。
3车削粉末冶金高温合金的刀具对比试验
(试验机床:CK61100,工件材料:粉末高温合金 涡轮盘;硬度>HB388,工件直径610mm,刀具:焊接复合式,VBGW160404)
3.1当采用YT726硬质合金刀具,以切削速度v=15m/min、切削深度ap=0.2mm、进给量f=0.1mm/r的切削用量车削FGH95粉末高温合金,切削路程仅为3.6m时,后刀面磨损量VB=0.15mm,刀具的磨损使刀具的寿命仍然不能保证连续加工一个面此时车刀的径向磨损量为0.016mm,反映在工件直径上的变化量dd=0.032mm;
3.2若采用CBN刀片HPN6001车削粉末高温合金,切削用量:v=70m/min,ap=0.2mm,f=0.1mm/r)。切削路程l=3.6m时,后刀面磨损量几乎测量不出;
3.3用CBN车刀半精车或精车粉末高温合金材料是可行的,与硬质合金相比,不仅加工质量高,而且刀具寿命明显进步;
3.4当切削温度达到1000~1200℃时,刀具表面会产生氧化与放氮现象,过高的温度还会产生CBN→HBN的转化,使CBN刀刃失往切削能力。为此,在采用CBN刀具切削时,必须留意选择合适的切削用量和刀具几何参数,使切削温度不致过高;
3.5由于CBN刀刃处会产生颗粒剥落和微崩刃,因此必须控制切削力和切削振动,并选用刚性较好的机床。
4粉末冶金零件难加工的原因
粉末冶金零件只需少量的加工,但是加工粉末冶金零件是极其困难的,这主要是由于粉末冶金材料的多孔性结构引起的。而这种多孔性结构会致使:
(1)切削刃不耐磨;
(2)切削刃温度高,引起刀片磨损和变形;
(3)内在的多孔结构引起表面面积增加,使热处理时发生氧化或碳化,并且这些氧化物和碳化物很硬很耐磨;
(4)由于孔隙的存在,在较小的面积内硬度值也有一定的波动。测得的宏观硬度虽为HRC20-35 ,但组成零件的颗粒硬度会高达HRC60 ,这些硬颗粒会导致严重而急剧的刃口磨损;
(5)很多粉末冶金零件热处理后更硬,强度更高;
(6)零件里可能会有掺夹杂物的存在。这些问题都会称为粉末冶金零件难加工的问题。
918博天堂图工具自主研发的,通过优化刀具内部的CBN材料,改善刃口性能,使其能够适应高速加工粉末冶金材料。大量的测试案例表明,HPN6001牌号在加工铁基粉末冶金材料时,表现出了优异的切削性能。

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