難加工材料加工技術(shù).doc

《難加工材料加工技術(shù).doc》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。

1、針對難加工材料和加工方法的總結(jié)　　難加工材料的種類很多，從金屬到非金屬范圍很廣。從切削加工角度，初步可分為如下幾類：1.高強韌類難加工材料這類材料主要包括超高強度鋼、鈦合金、高溫合金等，其特點主要包括塑性高、韌性好、強度高、強化系數(shù)高、導(dǎo)熱系數(shù)低。在切削加工中，由于高強韌類難加工材料的強度高，切削時的切削力大，不但刀具易磨損，而且切屑不易處理。同時，這類材料的導(dǎo)熱系數(shù)很低，造成切削過程中切削溫度高，刀具易產(chǎn)生磨料磨損、粘結(jié)磨損、擴散磨損和氧化磨損。此外，切削加工時的切削表面和已加工表面硬化現(xiàn)象嚴(yán)重。對鈦、鎳、鈷及其他合金，這類材料化學(xué)活性大、親和性強，切削加工時易黏結(jié)在刀具上，與刀具材料產(chǎn)

2、生化學(xué)、物理作用，元素相互擴散。鈦合金廣泛應(yīng)用到汽車、化工、體育、醫(yī)學(xué)、建筑、礦山、航空航天和軍事裝備中。超高強度鋼廣泛應(yīng)用到火箭發(fā)動機殼體、飛機起落架、防彈鋼板等性能有特殊要求的領(lǐng)域，而且其使用范圍正在不斷地擴大到建筑、機械制造、車輛和其它軍用及民用裝備。高溫合金廣泛應(yīng)用到航空航天、工業(yè)燃?xì)廨啓C、汽車、化工設(shè)備、船舶、原子能等。2.高硬脆類難加工材料這類材料主要包括光學(xué)玻璃、硅片、陶瓷等。特點主要在于硬度高、脆性大，其加工機制與高強韌類金屬材料有顯著差別。這些材料由于耐磨性很好，切削時起磨料作用，故刀具主要承受磨料磨損，高速切削時也同時伴隨著物理、化學(xué)磨損。此外，被加工表面易產(chǎn)生裂紋以及

3、邊緣破損.這些缺陷將顯著降低零件的強度及使用壽命。主要應(yīng)用于主要應(yīng)用于照相器材、儀器儀表、光學(xué)儀器、醫(yī)療儀器，教學(xué)儀器、幻燈機、投影儀、紫外分析儀、金融機具、機場燈具，軍工，科研院校、公安等。硅片到應(yīng)用計算機領(lǐng)域、和太陽能等。陶瓷廣泛應(yīng)用到電子、信息、航天、能源、軍事和生物醫(yī)學(xué)等領(lǐng)域。3.兼具高強韌和高硬脆類難加工材料這類材料主要包括金屬基復(fù)合材料、陶瓷基復(fù)合材料等。其特點主要包括具有高比強度、比模量，良好的導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性、耐磨性、高溫性能，低的線膨脹系數(shù)，高的尺寸穩(wěn)定性等。在復(fù)合材料的高效機械加工中會出現(xiàn)一些常規(guī)材料所沒有的問題，如增強相硬且脆(或堅韌)，使刀具磨損大；某些基體材料韌且不

4、導(dǎo)熱，加工時產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)，鉆刀具；層壓復(fù)合材料在加工時極易分層等。根據(jù)這些特點，加工時應(yīng)采取相應(yīng)的措施，如選擇合適的刀具和合理的加工余量，制定專門的加工工藝，采取適當(dāng)?shù)募庸櫥屠鋮s措施。并設(shè)計專用的加工夾具以保證加工質(zhì)量。對以上難加工材料還是主要用機械加工來實現(xiàn)，下面詳細(xì)介紹加工方法，實現(xiàn)難加工材料的有效加工，1.關(guān)鍵在于優(yōu)選刀具材料：高性能高速鋼、新型硬質(zhì)合金、涂層刀具、陶瓷刀具、CBN刀具和金剛石刀具；2.選擇合適的刀具幾何參數(shù)；3.采用適當(dāng)?shù)睦鋮s潤滑條件；4.采用優(yōu)化的加工參數(shù)。高速鋼Highspeedsteel：高速鋼可以鍛造，淬火前可以切削加工，強度高，所以廣泛用于齒輪刀

5、具、螺紋刀具、拉刀等復(fù)雜刀具。高性能高速鋼：增加V、Co、Al、稀土等元素，提高高速鋼的性能。高速鋼M42：是當(dāng)前航空航天生產(chǎn)中應(yīng)用較廣泛的高性能高速鋼，Al高速鋼501：在加工高強度鋼等難加工材料時也具有良好的性能。粉末冶金高速鋼：粉末冶金高速鋼無碳化物偏析，晶粒粉細(xì)小均勻，雜質(zhì)含量少，抗彎強度比冶煉高速鋼提高2倍以上，在600℃時的高溫硬度高出2～3HRC，刀具壽命提高0.5～2倍。進(jìn)口牌號ASP2060、ASP2080，國產(chǎn)牌號M42-P硬質(zhì)合金Cementedcarbide：當(dāng)前硬質(zhì)合金刀具材料的進(jìn)展主要體現(xiàn)在以下幾個方面涂層技術(shù)：涂層技術(shù)分為化學(xué)氣相涂層（CVD）和物理氣相涂層（

6、PVD）。涂層材料：傳統(tǒng)：C、N或O的二元化合物，如TiC、TiN、Al2O3等。新型多元化合物：TiCN、TiAlN、TiCrN、AlCrN、TiAlSiN氮化碳（CNx）、氮化物等，軟涂層刀具：MoS2、WS2。涂層結(jié)構(gòu)：多層沉積、復(fù)合涂層、納米涂層，涂層數(shù)達(dá)2000層，每層厚度為2.5nm。細(xì)化晶粒：減小晶粒尺寸可以提高硬質(zhì)合金的硬度、耐磨性、韌性。普通硬質(zhì)合金的晶粒尺寸約10微米以下，細(xì)晶粒<1微米、超細(xì)晶粒<0.5微米。梯度材質(zhì)：采用梯度材質(zhì)可以兼顧硬質(zhì)合金的硬度和韌性。梯度結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金具有特殊的結(jié)構(gòu)或成分梯度變化，對不同的部位賦予不同的性能，使整體制品獲得優(yōu)異的綜合機械性能。陶

7、瓷刀具Ceramic高速鋼與硬質(zhì)合金的主要成分鎢、鈷資源在全球范圍內(nèi)日趨枯竭，陶瓷刀具材料使用的主要成分鋁、硅、氧、氮等在地殼中含量豐富；分類：氧化鋁基陶瓷、氮化硅基陶瓷、氧化鋁氮化硅復(fù)合陶瓷（Sialon）和晶須增韌陶瓷。優(yōu)點：很高的硬度和耐磨性，硬度達(dá)93～95HRA，適于加工50～65HRC的高硬度材料；高溫性能好，在1200℃的高溫下仍能進(jìn)行切削；與金屬的親和力小，具有良好的抗粘結(jié)性能；化學(xué)穩(wěn)定性好，擴散磨損小，