鎳基高溫合金的切削加工.pdf

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1、論壇FORUM鎳基高溫合金的切削加工CuttingofNickel-BasedHighTemperatureAlloy沈陽黎明航空發(fā)動機（集團）有限責任公司趙秀芬王玉華劉陽王興林山東大學機械工程學院萬熠航空發(fā)動機零件結(jié)構(gòu)復雜，而高溫合金等難加工材料加工難度更大。對工件來說，復雜型面數(shù)控程序優(yōu)化難，高溫合金材料容易造成加工變形和讓刀，使加工精度不符合要求；對刀具來說，加工鎳基高溫合金零件，容易造成刀具快速磨損，刀具消耗大。刀具來說，加工鎳基高溫合金零件，一部分強化作用，此外還有一些碳化容易造成刀具快速磨損，刀具消耗物起強化相作用。GH4169未經(jīng)時效大。時，基本上為單相

2、奧氏體，組織中強趙秀芬高級工程師，現(xiàn)主要從事航空發(fā)鎳基高溫合金材料的主要成分化相不多，此時一般僅能應用于受力動機難加材料的匹配刀具選擇、高效為鎳，以GH4169為例，其鎳的含量不太大的高溫薄壁零件，對于高溫受加工、切削參數(shù)優(yōu)化、刀具國產(chǎn)化等方為50%～55%，其余主要元素有Fe、力零件,如葉片、渦輪盤、渦輪軸等，面的研究。Cr、Nb等。它是以體心立方Ni3Nb則必須經(jīng)過時效處理，淬火后得到飽（γ〃）和面心立方Ni3（Al,Ti,Nb）和的鎳基奧氏體，經(jīng)過時效后析出金（γ′）強化的鎳鐵基合金（通常稱為屬間化合物γ′和γ〃相以及碳化現(xiàn)在的渦扇發(fā)動機的材料中難鎳基合金），從

3、低溫到700℃以下具物強化相。它們呈彌散狀分布于晶加工材料占絕大部分，其中高溫合金有高的屈服強度、拉伸強度和持久強內(nèi)（以γ′為多）和晶界處（以γ〃有65%，其相對加工性很低。同時，度。在650℃～760℃具有良好的塑為多），從而強化了晶界。這種局部航空航天發(fā)動機中葉片、機匣件等形性，一般認為GH4169的組織是由γ合金化能阻礙晶界滑動和遷移。這狀復雜，表面完整性要求又高，使鎳基體和NbC、γ′、γ〃、δ相組成。些強化相越多，合金強度、硬度越高，基高溫合金零件的切削加工更為困NbC（Ti、Nb）（CN）等碳化物數(shù)量耐磨性越好。高溫合金的抗拉強度難。很少，比較穩(wěn)定。γ〃相

4、數(shù)量最多，要比一般合金鋼高很多，尤其是其高航空發(fā)動機零件結(jié)構(gòu)復雜，而高是合金的主要強化相。晶格常數(shù)為溫強度和韌性，一般到750℃才開始溫合金等難加工材料加工難度更大。a0=3.642A，c0=7.406A，呈圓盤狀在有明顯下降，但導熱系數(shù)約是鋼的對工件來說，復雜型面數(shù)控程序優(yōu)化基體中彌散析出，強化作用是通過30%，加上大量金屬間化合物γ′、難，高溫合金材料容易造成加工變形γ〃的共格畸變而實現(xiàn)。γ′相數(shù)γ〃的作用，使高溫合金的切削加和讓刀，使加工精度不符合要求；對量次之，呈球狀彌散析出，對合金起工出現(xiàn)切削力大、切削溫度高、刀具46航空制造技術·2010年第11期Futu

5、reCuttingTool未來刀具磨損嚴重、加工硬化嚴重等問題，顯得特別難加工。刀片鎳基高溫合金切削加工的主要問題表現(xiàn)在以下幾個方面:（1）切削力較大，一般為加工鋼材的1.5～2倍。（2）切削溫度高，在相同條件下，導軌形狀V形切削溫度約為45鋼的1.5～2倍。夾具（3）刀具磨損嚴重，機械磨損、T形導軌定位示意圖粘結(jié)磨損、擴散磨損和氧化磨損均比工性又很差。精加工使用一般的刀的槽刀定位方式是V型弧面定位,較嚴重，使刀具壽命明顯降低。片一直很難保證要求，跳動值一般在用側(cè)刃加工會有微小竄動，盡管這些（4）加工硬化現(xiàn)象嚴重，已加工0.05mm，經(jīng)常超差；而且加工效率又微小竄動僅

6、在若干微米區(qū)間，但如果表面硬化程度可達基體硬度的1.5低，刀片很容易磨損。不斷重復，使切削刃處于不適當?shù)奈弧?倍。為解決這個問題，我們經(jīng)試驗置，就會影響0.015mm精度的保證。（5）切屑硬而韌，不易折斷，造比較選擇了VNGP160408S05F。這我們查閱了資料，選擇了某廠家成切削過程中切屑處理困難。個刀片采用了新技術，是專為鎳基新型刀片。此刀片和刀桿配合是T在以上5個難加工特點中，對生高溫合金的切削而設計的。刀片型導軌定位，這種T型導軌設計將刀產(chǎn)實際影響最大的是刀具磨損嚴重。采用更細的晶粒，表面有4μm的片準確固定在刀體上，并高度穩(wěn)定以因此在生產(chǎn)現(xiàn)場，切削鎳基高溫

7、合金CVDTiCN-Al2O3-TiN的薄涂層。根保持切削刃位置，不會產(chǎn)生竄動。我的機床旁往往擺放許多的刀具，更換據(jù)產(chǎn)品樣本介紹：此刀片特別適們用T型導軌定位的槽刀加工，有效刀具比更換零件的頻率要高得多，是合鎳基高溫合金的精加工，其耐磨地解決了槽表面跳動值超差問題，保一種典型的“刀?！睉?zhàn)術。解決鎳基性好，適用于小切深。試驗時我們證了0.015mm的跳動精度。合金的難加工問題對航空航天工業(yè)采用的參數(shù)：轉(zhuǎn)速40r/min，進給量我公司加工一轉(zhuǎn)包零件是直徑有非常大的實際意義。本文通過車、0.18mm/r，切深0.1mm。但跳動值仍1米多的環(huán)形件，壁厚2mm