高温合金切削特点
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
高温合金的切削加工分析
为了获得刃 口锋利 的刀片 ， 采用合理刀片 刃磨 的方法 ， 要
提 高 刀 片 的 刃 磨质 量 。
切 削高温 合金 时 ， 为了减小 塑性 变形 ， 减小切 削力 ， 降低
温合金的推广和使用 十分重要 。
１ 高温 合金 的切 削特 点
高温合金在切削过程 中有 以下特点 ： （） Ｉ 塑性变形大 。 由于高温合金 中有大量 的奥 氏体组织存 在 ， 以高温合金 的塑性变形很大 。 所 （） ２ 切削力大 。高温合金在 较高温度下 ， 仍有较高的物理 机械性 能 ， 使切 削力增 大 。通常 ， 切削高温合金 的单位 切削力 要 比切 削中碳钢 高 １ ～３倍 。
０．５ ～ ０． ｍｍ 。 ０ ２
（） ４ 切削温度高 ， 刀具易磨损 。 削高温合金 时， 切 产生较大
的塑性变形 ， 刀具 与工件 间的摩擦 加剧 ， 削力增大 ， 切 因此产
生 大量 的切削热 。因高温合金 的导热 系数低 ， 以高温合金的 所
散热性很差 ， 使切 削温度升高 。由于高温合金的高温强度高 ，
为 了减 小刀具后刀面与加工表面间酌磨擦 ，后角应稍 大 些， 粗加工一般取 ８ 。～１ 。， ２ 精加工取 １ 。一１ 。 ２ ８。
刀具宜采用大工作 主偏 角 ， 以减小背 向切削力 。主偏角 ６ 。一７ 。； ０ ５ 副偏角 ５ 。～１。； ０ 刃倾 角 ０。—一 ０ 刀尖 圆角半 １ 。；
其中， 采用 Ｙ Ｇ类 硬质合金 是常用 的牌 号 ； ６ ３切削高 温合 用 ４ 金效 果较好 ；其余几种牌 号切削效果 明显优 于 Ｙ Ｇ类硬质合
镍基单晶高温合金DD5_磨削成屑机理研究
镍基单晶高温合金DD5磨削成屑机理研究*于贵华1， 朱 涛1， 蔡 明1， 安志欣1， 王成静2， 罗书宝1（1. 辽宁石油化工大学 机械工程学院, 辽宁 抚顺 113001）（2. 辽宁石油化工大学 石油化工学院, 辽宁 抚顺 113001）摘要 为研究镍基单晶高温合金DD5的磨削去除机理，提高其加工效率，针对镍基单晶高温合金具有显著各向异性的特点，建立基于Hill 模型的三维有限元磨削模型，研究镍基单晶高温合金DD5的表面加工形貌和切屑形貌，分析切屑形貌演变过程及其磨削力变化，探究磨削速度对切屑形貌和切屑形成频率的影响。
研究表明：在磨削参数范围内，加工DD5容易出现锯齿形切屑；磨削力呈稳定增加并伴有一定的周期性波动，其波动情况与锯齿形切屑相对应；随着磨削速度的增大，磨粒能更快进入切削阶段，其临界成屑厚度由0.225μm 最终降为0.158 μm ，成屑阶段占比由85.0%提高到89.5%；临界划擦厚度受磨削速度变化影响不大；随着磨削速度的增加，DD5切屑形貌由锯齿分节密集堆叠的单元节状向连续型锯齿状转变，最后发展为条形带状切屑。
关键词 磨削；切屑形貌；镍基单晶高温合金DD5；有限元分析中图分类号 TG58; TH161 文献标志码 A 文章编号 1006-852X(2023)06-0760-12DOI 码 10.13394/ki.jgszz.2022.0169收稿日期 2022-10-11 修回日期 2023-01-16作为航空发动机涡轮盘、转子叶片、涡轮导向叶片等关键零部件的主要材料，镍基单晶高温合金具有优异的物理和化学性能，例如抗蠕变性能、耐高温性能、抗冲击性能等[1-2]。
然而，这些优异的力学性能也给其加工制造带来了巨大困难，使其出现加工质量差、加工成本高等缺点[3]。
和其他传统加工方式相比，磨削加工具有加工质量好、精度高等特点，能够满足镍基单晶高温合金在特殊工况下的使用条件[4]。
但是，在磨削过程中镍基单晶高温合金仍出现磨削温度高、磨削力大、能量损耗高、加工效率低等难点[5]。
高温合金材料及其切削加工性
高温合金材料及其切削加工性随着科学技术和人类文明进步的需要，机械产品高性能、多功能、高质量要求非常剧烈，产品结构要求也更加紧凑，零件尺寸向微细化进展。
为满意上述要求，具有高硬度、高韧性和高耐磨性的难加工材料在产品中使用得越来越多。
以发电设备为例，汽轮机从30万一般机组到超超临界100万以及燃机等大功率高参数设备，耐高温、耐磨、耐酸的零部件材料采纳镍基高温合金或其它难加工材料的比例正在快速增加。
据不完全统计，十余年前企业以常规机组为主导产品时,所涉及的高温合金等难加工材料仅GH132等极少数的零件材料。
而目前,因火电、气电、核电、风电等新产品的特别要求，高强度不锈钢、抗低温脆性金属、高温耐热合金等十余种材料给切削加工带来了很大难题，其中高温合金就有近十个牌号,所涉及零件有十余种。
这里只就镍基高温合金孔加工问题进行技术探讨。
与一般钢材相比，高温合金的切削加工难点主要表现在以下几个方面：加工硬化倾向大。
比如GH4169未强化处理的基体硬度约HRC37，切削后表面产生0.03毫米左右的硬化层，硬度增加到HRC47左右，硬化程度高达27%。
加工硬化现象对刀具寿命有很大影响，通常会产生严峻的边界磨损。
2)切削力大。
高温合金强度比汽轮机常用合金钢材料高30%以上，在600℃以上的切削温度下，镍基高温合金材料的强度仍高于一般合金钢材料。
未强化处理的高温合金单位切削力在4000N/mm2以上，而一般合金钢仅2500N/mm2。
3)材料导热性差。
切削高温合金时产生的大量切削热由刀具承受，刀尖承受了高达800～1000℃的切削温度，在高温柔大切削力作用下，将导致切削刃产生塑性变形、粘结与集中磨损。
4)镍基合金主要成份为镍和铬，另外还添加有少量其它元素：钼、钽、铌、钨等，值得留意的是，钽、铌、钨等也是用来制造硬质合金(或高速钢)刀具的主要成分，用这些刀具加工高温合金会产生集中磨损和磨料磨损。
高温合金高速切削性能分析及参数优化
（ ｈ ｎ ｉＵｎｖ ｒｉ ｆＳ ｉｎ ｅ＆ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ，Ｘ ’ ｎ ７ ０ ，Ｃ ｉａ Ｓａｘ ｉｅｓ ｙ ｏ ｃｅ ｃ ｔ ｅ ｈ ｏｏ ｙ ｉ ａ ２ １ １ ｈｎ ） ０
络 建 模 ， 析 了切 削 速 度 、 给 量 、 削 深 度 、 削 时 分 进 切 切
究 。在各类 难 加 工 材 料 当 中 ， 基 高 温 合 金 是 最 难 镍
加 工 的 材 料 之 一 ， 有 硬 质 点 多 、 热 性 极 差 、 工 具 导 加
间及 冷却 液 等 因 素 对 切 削 过 程 的影 响 ， 通 过 涂 层 并 刀具 的 高 速 切 削试 验 对 人 工 神 经 网 络 模 型 进 行 验 证 ， 到 与 试 验 相 符 的 结 果 ； 尔 滨 工 业 大 学 梁 作 得 哈 斌 等 对 Ｇ ４ ６ Ｈ １９进 行 了高速 铣 削试 验 ， 出 了切 削 得 力 随切削 速度 Ｖ 每齿 进 给 量 ． 铣 削 深 度 ａ 、 、 和 铣 削 宽度 ａ 的变化 规律 。
Ｔ ｅｅｐ ｒ ｎ ｒｓｌ ｌｂ ｓｄｔ ｅｓｎｂｙ ｓｌ ｔ ｈ ｉ ｓ ｅｄｍａｈｎｎ ｕｔ ｇｐ ｒｍ ｔｒ． ｈ ｘ ｅｉ ｔ ｅｕ ｓｗｉ ｅｕｅ ｏｒａｏ ａ ｌ ｅ ｃ ｔｅｈ曲－ｐ ｅ ｃ ｉ ｇｃｔｎ ａａ ｅｅｓ ｍｅ ｔ ｌ ｅ ｉ ｉ
Ｋ ｅ ｒ ｓ：ｈ ｇ ｓ ｅ ｕ ｔｎ ；ｃ ｔｉ ｒｍ ｅ ｅｓ ｅ ｅ ｉ ｌｏ ｉｈ ；ｏ ｉ ｉ ｙ ｗｏ ｄ ｉｈ－ｐｅ ｄ ｃ ｔｉｇ ｕ ｔｎｇｐａａ ｔ ｒ ；ｇ ｎ ｔｃ ａｇ ｒｔ ｍ ｐｔｍ ｚｅ
参数 的选择提 供 了参 考和依 据 。 关键词 ： 高速切 削 ； 削参数 ； 切 遗传 算 法 ； 优化
不同材质刀具切削参数
不同材质刀具切削参数在机械加工中，刀具的选择和切削参数的设置对于生产效率和产品质量具有重要影响。
不同的材料对切削条件有不同的需求，因此了解各种材料的特性并相应地调整切削参数是至关重要的。
本文将探讨几种常见金属材料的刀具切削参数。
一、不锈钢不锈钢具有良好的强度和耐腐蚀性，但相对较硬，切削时需要较高的切削力和适当的冷却。
一般建议使用硬度较高（如高速钢）的刀具，以避免过度磨损。
切削速度应保持在较低水平，进给量也应适当控制。
为了确保良好的冷却效果，通常会使用水基或油基切削液。
二、铝合金铝合金轻便且易于加工，但其易脆性和敏感性使得切削过程需要特别注意。
推荐使用硬质合金或涂层刀具，因为它们能够抵抗铝的氧化作用。
切削速度应控制在中等范围，进给量也需适度降低。
为防止粘刀现象，可以使用乳化油或极压切削油。
三、碳钢碳钢是常用的结构材料，其质地均匀、韧性好。
对于碳钢的切削，可以选择钨钻类刀具，由于其高硬度和高温性能良好，可以有效地进行切削。
切削速度可在中等偏高的范围内，进给量和背吃力矩应适中。
推荐使用润滑性能好的乳化油。
四、钛合金钛合金具有优异的抗腐蚀性和高强度，但也因此而变得异常敏感和脆弱。
钛合金的切削要求非常精确的控制，包括缓慢的切削速度、小直径的切入和切出路径以及充分冷却等。
通常建议使用金刚石涂层的高速钢刀具或者超细颗粒硬质合金涂层刀具，这样可以更好地适应钛合金的高温高压环境。
此外，还需根据实际情况选择合适的冷却剂来减少热变形和提高加工质量。
五、铜合金铜合金具有良好的导电性和导热性，适合于制造电气元件和其他相关产品。
然而，由于其软性，需要更小的切削力和更大的容屑空间。
一般来说，高速钢或硬质合金刀具都能满足这种材料的切割需求。
切削速度应在低速范围内，进给量也要适当减小。
同时，为了防止过热和粘刀现象，我们推荐使用水溶性切削液。
六、高强度钢高强度钢具有较高的硬度和强度，因此需要更高的切削力和更大的切削深度。
推荐使用硬度较高（如超细颗粒硬质合金）的刀具，并适当提高切削速度和进给量。
pcbn刀具切削高温合金锯齿形切屑形成机理
PCBN刀具是一种广泛应用于切削高温合金的工具，它的锯齿形切屑形成机理是非常重要的。
本文将深入探讨PCBN刀具的切削原理、切屑形成机理以及其在高温合金切削中的应用。
一、PCBN刀具的切削原理1. PCBN刀具的特点PCBN刀具是以多晶立方氮化硼为刀片的刀具，具有硬度高、热稳定性好、耐磨性强的特点，适用于切削高温合金等难加工材料。
2. 切削过程在切削高温合金时，PCBN刀具通过切削力将工件上的金属切削，产生的热量迅速散发，从而完成工件的加工。
二、切屑形成机理1. 切屑形成过程在切削高温合金时，PCBN刀具将金属切削下来形成切屑。
切屑形成的过程受到多种因素的影响，如刀具的切削速度、进给速度、切屑厚度和切削角度等。
2. PCBN刀具切屑形成机理PCBN刀具通过高速旋转和切削力的作用，将高温合金材料切削下来，形成切屑。
PCBN刀具自身的特性也影响着切屑的形成，比如刀具的刀片形状、刀片的刃口结构等。
三、PCBN刀具在高温合金切削中的应用1. 优势PCBN刀具在切削高温合金时具有良好的耐磨性和热稳定性，能够有效地提高刀具的使用寿命和切削效率。
2. 应用领域PCBN刀具广泛应用于航空航天、汽车制造等领域，在切削高温合金零件时发挥着重要作用。
总结通过以上分析，我们可以看出PCBN刀具在切削高温合金中的重要性和优势。
切屑形成机理是PCBN刀具切削过程中的关键环节，了解其机理有助于优化刀具的使用和提高加工效率。
个人观点作为文章写手，我深切认识到PCBN刀具在切削高温合金中的重要性，它不仅提高了加工效率，也降低了加工成本，对于推动相关行业的发展是非常有益的。
希望未来能有更多的创新和技术突破，使PCBN刀具在工业生产中发挥更大的作用。
在本篇文章中，我根据您提供的主题内容，详细阐述了PCBN刀具切削高温合金的切屑形成机理，希望对您有所帮助。
如有不足之处，还望多加指教。
PCBN刀具在切削高温合金中的应用已经成为现代制造业中不可或缺的重要工具。
镍基高温合金的切削性能及切削参数优化
镍基高温合金的切削性能及切削参数优化镍基高温合金是一种在高温环境下具有优异性能的材料，被广泛应用于航空、航天和能源等领域。
然而，由于其高硬度、高强度和高热稳定性，切削镍基高温合金是一项具有挑战性的任务。
因此，研究镍基高温合金的切削性能并优化切削参数对于提高切削效率和工件质量具有重要意义。
首先，镍基高温合金的切削性能受材料本身的特性影响。
镍基高温合金具有较高的硬度和强度，因此切削过程中会产生较大的切削力和切削温度。
同时，高温合金还具有一定的塑性变形能力，这会导致切削刃具的磨损加剧。
因此，切削镍基高温合金需要选择合适的切削刃具和切削液，并采取适当的切削策略，以减小切削力和切削温度，延长刀具寿命。
其次，切削参数的选择对镍基高温合金的切削性能具有重要影响。
切削速度、进给速度和切削深度是常用的切削参数。
在切削速度方面，较高的切削速度有助于提高切削效率，但过高的切削速度会导致刀具磨损加剧和切削表面质量下降。
进给速度的选择应考虑到切削力和切削温度的控制，较低的进给速度可以减小切削力和切削温度，但会降低切削效率。
切削深度的选择应根据工件的要求和刀具的承载能力进行合理确定。
为了优化切削参数，可以采用试验和数值模拟相结合的方法。
通过切削试验，可以获得切削力、切削温度和切削表面质量等关键参数，并评估切削性能。
同时，利用数值模拟方法，可以对切削过程进行仿真，预测切削力和切削温度的变化规律，为切削参数的优化提供依据。
综上所述，镍基高温合金的切削性能及切削参数优化对于提高切削效率和工件质量具有重要意义。
通过选择合适的切削刃具和切削液，以及合理调整切削参数，可以降低切削力和切削温度，延长刀具寿命，同时提高切削效率和工件表面质量。
未来的研究还应进一步探索切削机理和切削参数的优化方法，以满足高温合金在不同应用领域的需求。
难加工材料
加工高温合金、不锈钢材料时，刀具切削用量的选用一、高温合金的切削特点1.性能特征高温合金是一种多组元、激活能很高的高熔点，金属元素含量很多的复杂合金化材料。
有极好的热稳定性及热强性。
热稳定是高温下抗氧化、抗腐蚀的能力。
热强性是指高温下抵抗塑性变形和断裂的能力。
如以45号钢的切削加工性为100%，则高温合金的相对切削加工性为5%—20%。
可以说高温合金是各种各种难加工材料中最难切削的材料。
2.切削特点⑴切削力大：由于高温合金出众的高熔点、激活能大的组元，原子结合十分稳定。
切削时要使其原子脱离平衡位置，所需的能量很大，变形抗力大大上升。
合金中沉淀的硬化相对会增大塑性变形抗力，而塑性变形抗力使晶格严重扭曲，硬度大大提高，使变形抗力加大。
所以切削高温合金时，切削力比一般钢大2-3倍。
⑵切削温度高：由于切削时巨大的塑性变形，刀具与工件，切屑之间存在着强烈的摩擦，产生大量的切削热。
高温合金的导热系数很低，致使变形区的切削热高度集中于极小的切削区域内，使刀具切削刃及刀尖处的温度非常高。
在高温下会加剧刀具的扩散磨损和氧化磨损。
⑶加工硬化现象严重：高温中，高温合金的强化系数大，并且在切削过程中，合金中的强化相从固液中分解出来，弥散分布，使强化能力增加，加大了硬化程度。
切削高温合金时，已加工表面硬度要比基体硬度高的多约50%—100%。
⑷刀具易磨损：由于高温合金中的各种强化相和加工硬化现象，在切削过程中给刀具造成了巨大的摩擦，发生磨料磨损。
在高温高压条件下，刀具材料与被加工材料之间的亲和作用而造成粘附，使切屑与刀具之间出现粘结现象，造成粘结磨损。
在切削高温合金时，刀具除出现一般的正常磨损外，还会出现边界磨损及沟纹磨损。
主要原因是加工过程中高温合金的加工硬化所造成。
3.刀具的选用根据前面的了解，高温合金的切削加工性的确很差，导致刀具的耐用度低。
因此，应当寻求各种提高刀具的耐用度的措施。
⑴从刀具材料的选择着手：切削高温合金的刀具，要具备有高温硬度，高的耐磨性，强度和冲击韧性，良好的导热性，抗粘性及抗氧化性。
数控机床加工高温合金材料的最佳切削参数选择方法
数控机床加工高温合金材料的最佳切削参数选择方法高温合金材料由于其优异的机械性能和耐高温性能，广泛应用于航空航天、能源等领域。
然而，由于其具有较高的硬度和耐磨性，加工难度较大。
数控机床是目前加工高温合金材料的主要工具之一，但合适的切削参数选择对于获得优质的加工效果至关重要。
在选择数控机床加工高温合金材料的最佳切削参数之前，首先要了解高温合金材料的特性。
高温合金材料具有高强度、低热导率和高塑性等特点。
因此，在加工过程中需要考虑以下几个方面的因素：切削速度、进给速度、切削深度、切削力和切削温度。
首先，切削速度是指在单位时间内工件表面相对于刀具切削的线速度。
切削速度是影响切削效果的重要参数之一。
对于高温合金材料，由于其较高的硬度和热导率，较高的切削速度通常会导致刀具过早磨损和切削温度的升高。
因此，在选择切削速度时应综合考虑刀具材料、机床稳定性和切削效率等因素，选择一个合适的切削速度。
其次，进给速度是指刀具在单位时间内相对于工件的移动速度。
进给速度的选择应根据高温合金材料的硬度、机床的剛性以及刀具的耐磨性等因素综合考虑。
增加进给速度可以提高加工效率，但也会增加刀具的磨损。
因此，在选择进给速度时要找到一个平衡点，在保证加工效率的同时尽量减少刀具磨损。
第三，切削深度是指刀具在单位时间内相对于工件的切削厚度。
切削深度的选择应根据高温合金材料的硬度、刀具的耐磨性以及机床的剛性等因素综合考虑。
过大的切削深度会导致刀具过早磨损，而过小的切削深度则会降低加工效率。
因此，在选择切削深度时要找到一个合适的范围，在保证加工效率的同时尽量减少刀具磨损。
此外，切削力和切削温度也是影响高温合金材料加工的重要参数。
切削力直接影响机床的稳定性和切削刀具的寿命，而切削温度会影响切削表面的质量和切削效率。
因此，在选择切削参数时应尽量控制切削力和切削温度的大小，避免过大或过高。
综上所述，数控机床加工高温合金材料的最佳切削参数选择方法涉及切削速度、进给速度、切削深度、切削力和切削温度等关键参数的综合考虑。
数控机床加工高温合金材料的最佳切削参数选择方法
数控机床加工高温合金材料的最佳切削参数选择方法高温合金材料因其优异的耐高温性能、耐腐蚀性和机械性能，在航空航天、能源、汽车等领域有着重要的应用。
数控机床在高温合金材料的加工中具有灵活性高、加工精度高、效率高等优势。
然而，由于高温合金材料的特殊性，选择最佳的切削参数对于保证加工质量和效率至关重要。
本文将介绍数控机床加工高温合金材料的最佳切削参数选择方法。
首先，影响切削参数选择的因素有切削力、切削温度、切削速度、给进速度等。
切削力是指在切削过程中所产生的力，切削温度是指在切削过程中产生的摩擦热造成的温度升高。
切削速度和给进速度则直接影响加工效率和表面质量。
其次，对于高温合金材料的切削参数选择，需要根据材料的特性和工件的要求进行综合考虑。
首先，需要了解高温合金材料的硬度、塑性、热传导性等相关性能。
这些性能参数将对于切削过程中的材料变形、切削力和切削温度等有直接影响。
其次，还需要考虑工件的加工要求，包括表面粗糙度、尺寸精度、加工速度等。
在选择最佳切削参数时，可以采用试切试验的方法。
首先，确定一组初步的切削参数，包括切削速度、给进速度、切削深度等。
然后，通过试切实验获得切削力、切削温度和表面粗糙度等数据。
根据实验数据的分析，可以评估当前的切削参数是否满足要求。
如果不满足要求，可以进行参数调整，再次进行试切实验。
通过多次实验和数据分析，逐步寻找到最佳的切削参数组合。
除了试切试验，还可以借助数值模拟的方法预测最佳切削参数。
数值模拟可以通过建立数学模型，模拟高温合金材料的切削过程，并预测切削力、切削温度、切削质量等。
通过调整输入参数，比如切削速度、给进速度，可以得到最佳的切削参数组合。
数值模拟方法可以有效地减少切削试验的成本和时间，提高切削参数选择的准确性。
此外，可以借鉴以往的经验和文献资料。
在加工高温合金材料方面，已有许多研究者进行了大量的实验和分析工作。
他们通过试验和数据分析，总结了一些切削参数选择的经验和规律。
高温合金切削参数
高温合金切削参数一、引言高温合金是一种在高温环境下具有优异性能的材料，广泛应用于航空航天、能源和化工等领域。
在高温合金的加工过程中，切削是常见的加工方法之一。
切削参数的选择对于保证切削质量、提高加工效率至关重要。
本文将围绕高温合金切削参数展开探讨。
二、切削速度切削速度是指刀具在单位时间内与工件接触的线速度。
对于高温合金的切削，由于其较高的硬度和强度，切削速度一般较低。
过高的切削速度会导致刀具磨损加剧、切削温度升高，从而降低切削质量。
因此，在选择切削速度时，需要充分考虑高温合金的特性和材料的耐磨性。
三、进给速度进给速度是指刀具在切削过程中的移动速度。
对于高温合金的切削，进给速度一般较小。
过大的进给速度容易引起切削过程中的振动和共振，导致加工表面粗糙度增加。
因此，在选择进给速度时，需要根据工件材料和加工要求进行合理调节。
四、切削深度切削深度是指刀具与工件之间的距离。
对于高温合金的切削，切削深度一般较小。
过大的切削深度容易引起刀具和工件的振动，降低加工质量。
因此，在选择切削深度时，需要根据工件的硬度和刀具的刚性进行合理调整。
五、切削润滑切削润滑是指在切削过程中使用润滑剂以减少切削摩擦和降低切削温度。
对于高温合金的切削，切削润滑尤为重要。
适当的切削润滑可以有效降低切削温度，减少刀具磨损和工件表面质量的损伤。
常见的切削润滑方式包括干切削、液体冷却和切削液冷却等。
六、刀具材料刀具材料的选择对于高温合金的切削至关重要。
由于高温合金的硬度和强度较高，刀具材料需要具备较好的耐磨性和高温稳定性。
常见的刀具材料包括硬质合金、陶瓷和涂层刀具等。
在选择刀具材料时，需要综合考虑材料的硬度、热导率和化学稳定性等因素。
七、切削冷却切削冷却是指通过冷却剂对切削区域进行降温处理。
对于高温合金的切削，切削冷却尤为重要。
适当的切削冷却可以有效降低切削温度，减少刀具磨损和工件表面质量的损伤。
常见的切削冷却方式包括气体冷却、液体冷却和切削液冷却等。
镍基高温合金加工工艺
镍基高温合金加工工艺镍基高温合金是一种广泛应用于航空航天、石油化工、核工业和火箭发动机等高温领域的材料，具有良好的高温强度、抗氧化和抗燃气腐蚀性能。
然而，镍基高温合金的加工难度较大，因为其硬度高、热塑性差。
因此，选择合适的加工工艺对保证镍基高温合金的质量和性能具有重要意义。
本文将介绍镍基高温合金的加工工艺。
一、切削加工镍基高温合金的切削加工难度较大，因为其硬度高，导致切削力大、切削温度高、刀具磨损严重。
为保证切削加工质量，应选择合适的刀具和加工参数。
1. 刀具选择：应选择硬度较高的刀具，如高速钢、硬质合金刀具等。
此外，还可以通过涂层、强化、改性等手段提高刀具的硬度和耐磨性。
2. 加工参数：适当的进给速度和切削速度可降低切削力、减小切削温度、延长刀具寿命。
加工参数的选择需根据具体材料性能和加工条件进行调整。
二、焊接加工镍基高温合金的焊接加工难度较大，因为其热裂纹敏感性较高。
为保证焊接质量，应采取以下措施：1. 选择合适的焊接方法：镍基高温合金可采用惰性气体保护下的TIG或MIG焊接。
2. 焊接参数选择：合适的预热温度和焊接参数可降低热裂纹的产生。
预热温度一般为150-200℃，焊接参数需根据具体材料和焊接方法进行调整。
三、精密加工镍基高温合金的精密加工难度较大，因为其热塑性差，容易产生残余应力和晶间腐蚀。
为保证精密加工质量，应采用先进的数控机床和加工工艺。
1. 先进的数控机床：可实现高精度、高速度、高效率的加工。
2. 加工工艺：如电火花加工和磨削加工等，可保证加工精度和表面质量。
四、热处理工艺镍基高温合金的热处理工艺主要包括时效处理和固溶处理。
1. 时效处理：在760-815℃下保温数小时，然后进行冷却处理。
时效处理可提高材料的强度和硬度，增强其抗蠕变性能。
2. 固溶处理：在980-1020℃下保温1-4小时。
固溶处理可消除材料中的残留应力和晶间腐蚀，提高材料的塑性和韧性。
总之，镍基高温合金的加工工艺包括切削加工、焊接加工、精密加工和热处理工艺等。
《高速铣削镍基高温合金的切削特性研究》
《高速铣削镍基高温合金的切削特性研究》摘要：本文着重研究了高速铣削镍基高温合金的切削特性，包括材料特性、切削力、切削温度、表面完整性以及工具磨损等方面。
通过实验和理论分析，为优化镍基高温合金的加工工艺和提高加工效率提供理论依据。
一、引言镍基高温合金因其优异的机械性能和耐高温性能，在航空、航天以及能源等领域有着广泛的应用。
然而，由于其材料硬度高、韧性大，加工难度较大。
高速铣削作为一种高效的加工方式，在镍基高温合金的加工中具有重要地位。
因此，研究高速铣削镍基高温合金的切削特性对于提高加工效率和产品质量具有重要意义。
二、材料特性分析镍基高温合金具有较高的屈服强度和抗拉强度，其硬度随着温度的升高而增大。
此外，该合金还具有较好的耐腐蚀性和抗氧化性。
在高速铣削过程中，这些特性对切削力、切削温度以及工具的磨损都有显著影响。
三、切削力与切削温度研究1. 切削力：在高速铣削过程中，切削力是影响加工效率和加工质量的重要因素。
通过对不同切削条件下的切削力进行测量和分析，发现切削速度、进给量、切削深度以及工具几何参数等都会对切削力产生影响。
2. 切削温度：切削温度的高低直接影响工具的耐磨性和工件的表面质量。
在高速铣削过程中，由于摩擦和剪切作用，会产生大量的热量，使切削温度升高。
研究发现在一定的范围内提高切削速度可以降低单位长度上的切削力，从而降低切削温度。
四、表面完整性研究工件的表面完整性是评价加工质量的重要指标。
通过对不同切削条件下的工件表面进行观察和分析，发现切削速度、进给量、切削深度以及工具类型等因素都会对工件的表面粗糙度、表面裂纹以及残余应力等产生影响。
在合适的切削条件下，可以获得较好的表面完整性。
五、工具磨损研究工具的磨损是影响加工效率和加工质量的重要因素。
通过对不同切削条件下的工具磨损情况进行观察和分析，发现切削速度、进给量、切削深度以及工件材料等因素都会对工具的磨损产生影响。
此外，选择合适的刀具材料和几何参数也是减少工具磨损的关键。
高温合金材料的应用 ppt课件
高温合金材料的简介
1. 高温合金概述 2. 高温合金的切削加工性
课件
1. 高温合金概述
高温合金的定义： 高温合金是指以铁、镍、钴为基体，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。
性能特点：
⑴高温合金具有较高的高温强度； ⑵良好的抗氧化和抗热腐蚀性能； ⑶良好的疲劳性能、断裂韧性、塑性。
课件
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变形高温合金：涡轮/高压压气机盘、鼓、轴、环 类零部件广泛采用的GH169合金和封严环形用的 GH90X系列低膨胀高温合金
高温合金涡轮外 环
发动机异型环
发动机涡轮外环
课件
2. 高温合金的切削加工性
高温合金的切削加工特点： 1.切削加工性差 2.切削变形大 3.加工硬化倾向大 4.切削力大且波动大 5.切削温度高 6.刀具易磨损 7.表面质量和精度不易保证
FWP14
FWP14
FWS10
WP7系列、WP13系列 WZ9、WJ9、WS11、WZ6、WP8 WP7系列、WP13系列
WP7、WP13系列、WZ9、WS11、WZ6、WP6甲、FWP14
WZ9、WP6、WZ6、WP7甲、WP7系列、WP13系列、FWP14、FWS10、WZ6
FWP14、FWS10、FWS10、YGY
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3.合理设置切削参数
在高温合金加工过程中，随着切削速度的增加，切削温度将会升高。 为避免切削温度过高，应采用较低的切削速度。
4.正确选择切削液
一般加工高温合金，宜选用极压油类，以降低刀具一切屑接触面产生 的粘结磨损。但为防应力腐蚀降低疲劳强度，加工镍基高温合金不宜用硫 (s)系极压切削液，可用乳化液、透明水基切削液。
高温条件下合金零件切削的工艺研究
衷２
加 大 刀具 的氧 化 磨损 和 扩 散 磨 损 ，同时 还 能 造 成 工件 的 热 变 形 的产
高 温条 件 下合 金 零件 切 削 的工艺 研 究
程 立 鹏 王 福 臣 （ 沈阳机床股份有限公司沈一车床厂）
摘 要 ： 分 析 研 究 镍 基 高 温 合 金 Ｉｃ ｎ ｌ ２ 在 ｎ ｏ ｅ ６ ５零 件 （ 即连 接 轴 ） 的切 削 加 空度下进行分解、 化合等反应 ， 刀具的表面最终生成一廛或者几层 在 工 工 艺 的基 础 上 ， 过 对 不 同 刀 具 （ 涂 层 刀具 ） 通 包括 的性 能 进 行 分 析研 究 ， 结 均 匀 一 致 的化 合 物 薄膜 层 。 总 出合 理 有 效 的 ￣ Ｔ Ｔ 艺 方 案 ， 克 了 高 温 合 金 加 工 的 难 点 ， 延 长 了 刀 具 的 ａ － 攻 并 Ｐ Ｄ技 术 ， Ｖ 即物理气相 沉淀 过程 ， 该过程是将在放 电和真空 条 使用寿命 ， 从而降低 了制造成本。
表 １ Ｉｔ ｎ １ ２ ｎ ｏ ｅ ５的 化 学 成分 ６
件下经过 “ 蒸发和溅射 ”后的固态反应物与通入 的反应气体进行 电 离 、 合 及 反 应沉 淀 等 物理 过 程 ， 后 将 一层 均 匀一 致 的硬 质 涂层 以 复 最
台金
％
镍 铬 钼 铌钽 铁 铝 钛 碳
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高温合金的特点
高温合金的特点
高温合金的特点
一、强度高
高温合金具有极高的强度，其最大的优势之一就是可以承受非常高的温度下的应力，能够确保在高温环境下获得良好的抗腐蚀性。
这种特性使高温合金成为极其适合用于高温环境下的工业生产的材料，在航空、航天等高技术产业中，也能应用到许多火炉、锅炉、发动机零件、汽车上等上。
二、耐腐蚀性强
高温合金具有优异的耐腐蚀性，可以抵御大多数腐蚀性介质，使其在各种腐蚀性情况下保持其原有特性。
由于其耐腐蚀性强，广泛应用于化工、冶金、石油等行业。
三、热容量大
高温合金具有良好的热容量，能够在热和冷的转变中极好的稳定性，而且即使是极低的温度也能够达到其原有的特性。
四、抗高温氧化性好
高温合金具有极佳的抗高温氧化性，能够在高温下抵抗氧化损伤，它可以显著提高器件的耐用性，这也是其备受欢迎的原因之一。
五、综合性能优良
在综合性能方面，高温合金同样表现不凡，无论是耐热性、耐腐蚀性、强度、热容量还是抗高温氧化性等，它们都表现出强劲的优势。
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GH4169高温合金切屑形态分析
GH4169高温合金切屑形态分析摘要:针对陶瓷刀具WG300 车削高温合金GH4169，设计了车削加工实验，利用扫描电镜( SEM) 图对产生的切屑的形态进行研究，得到了切削速度对切屑的影响规律，观察到随着切削速度的增加，切屑出现显著的锯齿状。
该研究对陶瓷刀具加工过程中的切削速度的选择具有指导和参考意义。
关键词: 陶瓷刀具; 高温合金GH4169; SEM第一章绪论1. 1 高温合金的类型及应用高温合金的种类很多，不同基体的高温合金的物理和化学性能也不同。
按照基体的组成可以将高温合金分为铁基、镍基和铁镍基。
其中铁基和铁镍基都是以铁为基体。
镍基高温合金的含镍量大于或等于50%，适用于工作温度高达1000℃。
为了得到理想的强度和抗蠕变性能通常情况下，可以采用固溶、时效等方式。
我国六十年代发射了核弹，近几年还研制出了第四代战机，但是航空发动机的设计及制造技术还没有掌握。
盘轴、机匣和叶轮都是发动机上的关键零件，这些部件高温工作区的部分都是采用镍基高温合金作为材料的。
这些部件都属于典型的机构复杂、壁薄、易于变形的难加工零件。
这些零件对配合表面尺寸，表面精度等技术指标要求都很高，使得这些部件的加工变得很难。
想要制造出合格的零件与高温合金的切削参数、切削刀具及工艺等密不可分。
因此，对于镍基高温合金切削加工的研究显得越来越重要。
1.2 陶瓷刀具的特性陶瓷具有很高的硬度、耐磨性能以及良好的高温力学性能，与金属的亲和力小，不易与金属产生黏结，并且化学稳定性好。
国外使用陶瓷刀具切削高温合金，切削速度已经达到700 m/min，其速度是硬质合金刀具的10倍。
采用陶瓷刀具进行高温合金零件的粗加工，可以减少加工周期，从而提高经济效益。
目前，国内外学者对陶瓷刀具在切削高温合金过程中的切削特性、刀具磨损、切削温度、沟槽磨损、切削力及表面粗糙度进行了深入的研究。
但针对GH4169 (Inconel718)的高速车削切屑依然缺乏系统的研究。
镍基高温合金(waspaloy加工工艺)
镍基高温合金(如In718、Waspaloy等)具有热稳定性好、高温强度和硬度高、耐腐蚀、抗磨损等特点，是典型的难加工材料，常用于制作涡轮盘等发动机关键部件。
由于涡轮盘是航空发动机的关键部件之一，在应力、温度和恶劣的工作环境条件下容易产生疲劳失效，因此涡轮盘材料及制造技术是研制高性能航空发动机的关键。
由于涡轮盘上的异形孔由若干圆弧和直线组成，形状复杂，加工时要求各组成段位置准确、过渡圆滑而不产生加工转折痕迹，表面粗糙度符合工艺要求，因此该高温合金异形孔的加工是涡轮盘加工的难点。
目前，航空发动机制造商均采用电火花加工方法加工镍铬耐热合金异形孔，但是电火花加工过程中产生的热影响层难以用普通的磨削、研磨方法去除，往往需要用磨料射流等特殊工艺去除该变质层，加工效率低，生产成本高。
因此，对高效低成本的镍基高温合金异形孔加工方法的研究越来越受到人们的高度重视。
本文通过钻削、铣削与磨削工艺的不同组合、选用新型涂层刀具及适当的加工参数加工镍基高温合金异形孔的工艺试验，讨论了用铣削和磨削加工方法代替电火花方法加工镍基高温合金异形孔的可行性。
2 工艺试验与分析1.试验条件切削试验在加工中心上进行，被加工异形孔的形状和尺寸见图1：异形孔的截面由6段圆弧和2段直线组成，孔深10mm。
试验中分别采用以下工艺：①钻削Ø6mm圆孔→铣削异形孔；②钻削Ø6mm圆孔→磨削异形孔；③钻削Ø6mm 圆孔→铣削异形孔→磨削异形孔。
三种不同工艺过程的加工条件、工艺参数见表1。
钻削↓铣削↓磨削钻削Ø6mm硬质合金涂层钻头2258-铣削铣磨孔1Ø4mm多层(TiAlN，TiCN，TiN)PVD涂层球形铣刀，2刃，刃长25mm，铣刀总长100mm，柄部直径Ø6mm，直柄52333铣磨孔2104666磨削直径Ø4mm、长6mm的圆柱形氧化铝砂轮(铬刚玉)，等级RA120，柄部直径Ø3mm188333工件材料：In718镍基高温合金冷却液：浓度为9%的乳化液，压力30Bar图1 异形孔的截面形状与尺寸图2 采用不同工艺获得的异形孔表面粗糙度1.分别采用工具显微镜和图像采集系统测量铣刀和砂轮的磨损，记录磨损形貌。
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切削特点
a、切削力大：比切削45号钢大2～3倍。
b、切削温度高：比切削45号钢高50％左右。
c、加工硬化严重：切削它时的加工表面和已加工表面的硬度比基体高50～100％。
d、刀具易磨损：切削时易粘结、扩散、氧化和沟纹磨损。
刀具材料
a、高速钢：应选用高钒、高碳、含铝高速钢。
b、硬质合金：应采用YG类硬质合金。
最好采用含TaC或NbC的细颗粒和超细颗粒硬质合金。
如YG8、YG6X、YG10H、YW4、YD15、YGRM、YS2、643、813、712、726等。
c、陶瓷：在切削铸造高温合金时，采用陶瓷刀具也有其独特的优越性。
刀具几何参数
变形高温合金(如锻造、热轧、冷拔)。
刀具前角γ0为10°左右；铸造高温合金γ0为0°左右，一般不鐾负倒棱。
刀具后角一般α=10°～15°。
粗加工时刀倾角λs为-5°～-10°，精加工时λs =O～3°。
主偏角κr为45°～75°。
刀尖圆弧半径r为0.5～2mm，粗加工时，取大值。
切削用量
a、高速钢刀具：切削铸造高温合金切削速度Vc为3m/min左右，切削变形高温合金Vc=5～10m/min。
b、硬质合金刀具：切削变形高温合金Vc：40～60m/min；切削铸造高温合金Vc=7～10m/min。
进给量f和切削深度αp均应大于0.1mm，以免刀具在硬化后的表面进行切削，而加剧刀具磨损。
切削液
粗加工时，采用乳化液、极压乳化液。
精加工时，采用极压乳化液或极压切削油。
铰孔时，采用硫化油85～90％+煤油10～15%，或硫化油(或猪油)+CCl4。
高温合金攻丝十分困难，除适当加大底孔直径外，应采用白铅油+机械油，或氯化石蜡用煤油稀释，或用MoS2油膏。
高温合金钻孔
高温合金的钻孔，十分困难，一般应采用硬质合金钻头，如浅孔钻、整体或镶焊的硬质合金钻头。
如采用高速钢钻头时，应修磨钻头的副后角α'0，以减小和孔壁的摩擦。
同时还应修磨钻尖，减小钻头横刃的宽度，以减小钻削时的轴向力。
钻头要锋利，最好采用自动进给，钻削时，钻头不要在切削表面停留，以免加剧切削表面硬化，给下一次进刀带来困难。
一，综述高温合金种类
高温合金是广泛应用于航空、航天、石油、化工、舰船的一种重要材料。
高温合金有以下几种：
1，按基体元素：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。
二，高温合金与CBN刀具
1，不锈钢高温合金（奥氏体不锈钢）不太适合用CBN刀具加工，但其他HRC45以上耐热钢类可以用CBN刀具加工。
2，铸造类镍基、钴基高温合金非常适合用CBN刀具加工。
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。
4，非高温合金类的粉末冶金零件已经被证实适合用CBN刀具加工。
三，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CBN刀片）
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。
2，若采用华菱CBN刀片车削粉末高温合金，切削用量：v=70m/min，
ap=0.2mm，f=0.1mm/r)。
切削路程l=3.6m时，后刀面磨损量几乎丈量不出。
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。
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，在采用华菱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。
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。