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1、2014年第48卷No．37l汽輪機輪槽銑刀材料的應用羅建平，王為民，曹仁漢江工具有限責任公司摘要：隨著國內高性能高速鋼材料冶煉技術的不斷提高，本文介紹了用國產(chǎn)M42材料代替進口$500高性能高速鋼在輪槽銑刀上的應用。關鍵詞：轉子輪槽；銑刀；刀具材料；紅硬性中圖分類號：TG580．61文獻標志碼：AApplicationonMaterialofMillingCutterforV—GrooveinSteamTurbineLuoJianping，WangWeimin，CaoRenAbstract：Thehigh—performancehigh—speedsteelsmelt
2、ingtechnologyinChinacontinuestoimprove．Theapplica-tionofhomemadeM-42materialinsteadofimported$500high—performancehigh—speedsteelintheV—groovemillingcutterisstudied．Keywords：rotorV—groove；millingcutter；toolmaterial；redhardness1引言夾雜物。表1銑刀材料成分汽輪機行業(yè)加工轉子輪槽的銑刀是一種高精度的輪槽銑刀，齒形曲線復雜，尺寸精度高。由于轉子輪槽材料為
3、高溫合金，硬度達26—34HRC，銑刀每加工1．00mm時就需換刀修磨¨J，該類刀具修磨3—4次后便不能保持需要的精度，銑刀用量極大。該類銑刀材料多為進口高性能高速鋼$500或粉末冶金高速鋼，刀具成本較高。輪槽銑刀材料$500熱處理后硬度高、耐磨性直徑~b76mm的$500和M42材料，切片厚度好。國產(chǎn)材料近幾年發(fā)展較快，M42高性能高速鋼10ram，進行熱處理試驗，四次回火后硬度及紅硬性已能按國外標準生產(chǎn)，中小規(guī)格質量已基本達到國檢測如表2所示。外先進水平。該材料采取合理的工藝和措施，加上表2硬度及紅硬性檢測復合涂層，能達到相同的效果，可用于替代進口高性能高速鋼，從而
4、降低了刀具制造成本，實現(xiàn)材料的國產(chǎn)化，同時滿足汽輪機加工的性能要求。2試驗材料及紅硬性對比本試驗采用直徑~b76mm的$500和M42高性3試驗刀具結構能高速鋼棒材，進行材料成分分析和金相組織分析。銑刀材料成分(質量分數(shù))如表1所示。轉子輪槽的銑刀結構如圖1所示，實物照片如金相檢驗對比如下：圖2所示。輪槽銑刀加工轉子輪槽的缺陷是，輪槽低倍組織：$500中心疏松0．5級；M42中心疏銑刀端頭(危險截面)處易發(fā)生斷裂，該部位較細，松0．5級。強度差。輪槽銑刀一般采用冷切下料，最細部位已碳化物分布狀態(tài)：$500材料I／4D碳化物不均接近材料心部，較表面組織均勻性差，熱處理時易
5、勻度5級，材料表面3—4級，最大顆粒度14p~m，無變形、開裂，冷加工磨削性能較差。且被加工件為非金屬夾雜物；M42材料1／4D碳化物不均勻度5難加工材料，使用時易發(fā)生掉齒、斷裂，磨損快，壽級，材料表面3—4級，最大顆粒度161．zm，無非金屬命低。72工具技術件間的擴散和化學反應，從而減少了月牙洼磨損，降低刀具消耗費用20％一50％。由于涂層技術的快速發(fā)展，涂層刀具廣泛應用，刀具壽命成倍增長。本試驗涂層采用多層TiA1N涂層，該涂層具有低應圖1轉子輪槽的銑刀結構力平衡壓縮應力的特點，提高了刃口強度。表4復合涂層的參數(shù)$500和M42材料的輪槽銑刀，經(jīng)TiA1N復合涂層
6、后，在相同的切削條件下其切削長度均達到6m以上。因此，$500和M42材料作為刀具基體來講，進行涂層后切削性能無明顯區(qū)別。圖2轉子輪槽的銑刀5結語4M42替代s500材料應采取的措施M42和$500材料的輪槽銑刀復合涂層TiA1N(1)擠壓成型鍛造后，使用壽命相同。國產(chǎn)高性能高速鋼M42材料采用擠壓成型鍛造，適當降低淬火溫度，極大地減少了為使端頭切削部分避開材料心部組織缺陷，采端頭掉齒、斷裂的現(xiàn)象；紅硬性相差不大；國產(chǎn)M42用擠壓成型鍛造，改善切削刃部的碳化物分布形態(tài)，相對于$500材料，成本降低30％以上，可替代進口從而減輕端頭崩刃、斷裂的風險。鍛造后輪槽銑刀材料$5
7、00在輪槽銑刀上應用。毛坯外形輪廓如圖3所示。心部組織分析如表3所示。經(jīng)檢測，采用擠壓成型鍛造后，輪槽銑刀刃部及參考文獻危險截面處碳化物不均勻度得到明顯改善。[1]杜佩芳，杜偉．波形刃輪槽半精銑刀[J]．機械工程師，2009(7)：140．0一＼／r＼．[2]于東海，王成勇，張風林．刀具涂層材料研究進展[J]．_【l4／、、工具技術，2007(6)：25—32．第一作者：羅建平，工程師，漢江工具有限責任公司，723002陜西省漢中市圖3鍛造后輪槽銑刀毛坯外形輪廓FirstAuthor：LuoJianping，Engineer，Hanjia
