浅谈高温合金的切削加工

上 ， 屑不 易断 ， 切 排屑 困难 ； 工硬 化严 重 ， 头 转 角处 易磨 损 ， 加 钻 钻头 刚度 差容 易引起振 动 。 此 ， 为 必须 选用 超硬 高速钢 或 超细 晶粒硬 质合 金或 则 结硬 质合金 制 造 钻头 。 除此 以 外 ， 是 对 现有 钻 头 结构 进 行 就 改 进或 使用 专用的 特殊 结构 钻 头 。 采用 ｓ 可 型硬 质合金 钻 头和 四刃带
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 加 工件好 些 的（ ｅ ， 要从 刀具 磨损 的角度 考虑 ， 如Ｆ 基）主 选用Ｋ０Ｕ可 ； １￣
损性 能 ， 即选 用 强度 较 高 的超 细 晶粒 硬 质合金 较 合 适 ； Ｃ 基 高温 ④ ｏ 合 金的 切 削加 工性 最差 。 刀具 材 料与加 工条件 的关 系、 床 的刚 度与 机 精度、 刀具 的 悬 伸长 度及 其 刚度 、 工件 的安 装 刚度 、 夹具 的 刚度与精 度等方面都必须考虑到， 特别是切削振动及故障更要考虑。 车削宜用 Ｋ０ 、 ０ Ｃ Ｎ， 细 晶粒 的硬 质合金 适合用 于刀具 易产 生破 损 的 １ Ｋ１及 Ｂ 超 情 况 ， 中Ｃ 含量 多的Ｋ 不适于 低速切 削。 其 ｏ 类 此 外， 注意 选择 合理 的刀具前 角Ｙ ， 要 选择合 理后 角 Ｇ ； 确 合 【并 理 的 切 削用量 并 要选 用性 能 好 的切 削 液 。 工 高温 合金 宜 选用 极压 加 加 ｉ 以防应 力腐蚀 降 金 中的 强化 相越 多， 分散 程 度 越大 ， 强性 能越 好 ， 削加 工性就 越 切 削液 。 工Ｎ 基 高温合 金不宜 用硫化 极 压切削液 ， 热 切 差。 高温 合金的 加工 由易一难 顺序 为： 低 其疲 劳 强度 ， 可用乳化 液、 明水 基切 削液、 透 蓖麻 油等。 变形 高温合 金Ｇ ０４ Ｈ２３ 一Ｇ ２ ３一Ｇ １５ Ｈｌ ０ Ｈ４ ３ 一Ｇ ０ ６ Ｈ １２ Ｈ２３ 一Ｇ １ ４ 三， 高温 合金 的 加工 时应 注意 的 一些 问题 ＧＨ３ ３ 一 ＧＨ４ ３ ￣ ＧＨ４ ３ 一 ＧＨ４ ４ ＧＨ４ ３ Ａ… … Ｏ０ ０３ ０７ ０９ １３ １ 铣 削加 工 ． 铸造 高温合 金Ｋ２１ １一Ｋ２４ ４ ｌ ４ ６ ６ ０ １一Ｋ ０—Ｋ ０ 一Ｋ ４ …… 用 于高 温合 金 的铣 刀除 端 铣 刀和 部 分立 铣 刀用硬 质合 金外 ， 其 ２ 切 削 变形 大 ． 余各 类铣 刀大都 采 用高 性能 高速 钢 制 造 。 用做 端 铣 刀和立 铣 刀的 硬 高温 合 金 的 塑性 很大 ， 的 延 伸率 ６≥４ ％ ， 有 ０ 合金 的奥 氏体 中 质合金 以Ｋ１ 、 ０ ０ Ｋ２ 较合 适 ， 因为 它们 比Ｋ １ 耐冲 击和耐 热疲 劳。 ０更 铣 固溶体 品格 滑移 系数 多， 塑性 变 形大 ， 故切 削 变形 系数 大 。 低 速 拉 削高温 合金时 ， 如 刀具切 削刃既要锋 利又要 能耐冲 击， 容屑槽 要大 ， 为此 削变形 Ｆ 基高温 合金 Ｇ １２ 其切 削变 形 系数 人ｈ ｅ Ｈ２ ３ 时， 约为４ 钢 的 １５ 可采用大 螺旋 角铣 刀。 ５ ． ２ 钻削 加ｌ 、 Ｔ 倍。 在 高温合 金上 钻孔 时， 扭矩 和 轴 向力均 很大 ； 切屑 易粘 结于 钻 头 ３ 加 工硬 化倾 向大 、 高温 合 金是 多组 元 的 复杂 合 金 ， 高温 氧化 气氛 及 燃 气腐 蚀 条 能 件 下工作 ， 有优 良的热 强性 能 ， 具 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 ， 天发动 机 的耐 热零部 件 ， 航 特别 是火 焰 简 、 轮 叶片、 向叶片及涡 轮盘 是高 温合金 应 用的典 型零件 。 涡 导 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 ， ｖ Ｋ 约在 ０２ ．之 间 ， ．－０ ５ 合
钻头 。 型硬 质合金钻 头具 有 的特点 是 ： Ｓ 无横 刃， 减小 轴 向力５ ％ ； 可 ０
钻心 处前角 为正值 ， 刃口锋 利 ； 钻心 厚度增 大 ， 高 了钻 头 刚度； 提 为圆 弧形 切 削刃， 屑槽 分布合 理 ； 排 有两 个喷 液孔 ， 于冷 却和润 滑。 便 四刃 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 干４钢 ， 比不 锈钢 的 带 钻头 在合 理排 屑槽形 与尺寸参 数 的配合 下， 大了截 面的惯 性矩 ， ５ 也 加 用此 钻 头 ， 在相 同扭 矩 的情 况下 ， 其扭 转 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 提 高了钻头 的强度 和 刚度 。 随 切 削力的波 动 ， 易引起 振 动。 极 变形 远小 于标 准钻 头的 扭转 变形。 切 削 高温合 金 时， 由于材 料本 身 的强 度高 、 塑性 变形 大 、 削 力 切 ３ 高 温合 金攻螺 纹 ． 在 高温 合金 上攻 制 螺 纹 ， 别是在 Ｎｉ 温合 金上 攻制 螺 纹比 特 基高 大 、 耗 功率 大 、 生 的 热量 多 ， 它们 的导 热 系 数又 较 小 ， 消 产 而 故切 削 在 普通 钢 材上要 难 得 多。 因为 攻 丝扭 矩 大 ， 丝锥 容 易被 “ 咬孔” 螺 在 温 度 比切削 ４钢 和不 锈钢 都高 很 多。 ５ 孔 中， 丝锥 易 出现崩 齿或 折 断。 用于 于高 温合 金的 丝锥材 料 与用于高 ５ 刀具易磨 损 ． 通常 情况 下 高温 合金 攻螺 纹 均 采用 成 套丝 切 削高 温合 金 时 刀具 磨 损严 重 ， 是 由复合 因素 造 成 的。 ： 这 如 严 温 合金 的 钻头 材 料相 同。 为改 善丝锥 的切 削条 件， 可把 末锥 的外 径做 得略 小于 一般 丝锥 。 重的 加 工硬 化 、 金中 的各种 硬 质化 合物 及 Ｙ ’ 成 的微 硬 质点等 锥 。 合 相构 扭 生产 效率 、 面质 表 都 极 易造 成磨 料磨 损 。 损的 形式 常为边 界磨 损和 沟纹 磨 损， 磨 边界磨 丝锥 的 切削 锥角 的大 小 将影 响切 削层厚 度、 矩 、 注意 选 取合 适 的大 小。 外 ， 高温合 金上 攻螺 此 在 损 由工件 待加 工 表 面上 的 冷 硬 层造 成 ， 纹 磨 损 由加 工 表面 刚 形成 量 及 丝锥使 用寿 命 ， 沟
不 同类 型 的高 温合 金应 选 择 不 同类 型的 硬 质合金 刀具 ： ①切 削 ②对于 切 削加 工性 差的 高温 合金 来说 ， 除了要考 虑 刀具 磨损 之 外， 还 应 同时 考虑 刀具 的 破 损 ， 选用 Ｋ１、 ０ ０ Ｋ２ 这些 适 应性 强 的通用 硬 质合 金 要好 些 ； ③对 于切 削加 工性 更差 的高 温合金 ， 主要考虑 刀具 塑性变 形大 ， 品格 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 ， 之化 合物 分 解后 的弥 散分布 ， 将 导 加 都 致 材 料 的表面 强化 和 硬度 的提 高。 切削加 工后 ， 温合金 的硬 化程 度 高 可 达２ ０ ～０ ％ 。 ０ ％，５ ０ 切削试 验 表 明， 切削 速度 和进 给量 ｆ 对加 工硬 均 化 有影 响 ， 高 ，越 小 ， 工硬化 越 小 。 ｖ越 ｆ 加
科技专论
浅谈高温合金的切削加工
西安航天化学动 力厂 孙克江
【 摘 要】高温合金是现代航天、 空、 海及核工业上必需的 航 航
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 注意的若 干问题 。 应 【 键 词ｌ高温合 金 ； 关 切削； 加工