高温合金环形件磨削加工方法探讨
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
高温合金的车削加工分析
高温合金的车削加工分析摘要:介绍了高强度合金即耐热合金、综合性能,以及车削加工这种合金比较有效的加工方法。
同时也对加工这种合金的刀具选择、切削参数、加工路径、工艺系统刚性的保证方法进行介绍。
关键词：高温合金；涂层硬质合金刀具；刀具几何参数；工艺系统；走刀路径中图分类号:TG5069 文献标识码:A高温合金具有强度高、耐热性好、耐腐蚀能力强等特点，在650~1000℃高温下，仍具有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力。
由于足够高的高温强度与抗氧化腐蚀能力，所以常用于汽轮机的叶片、盘叶轮轴、高温紧固件、燃气轮机叶片、高温燃烧室等。
由于高温合金的特点，使得其切削性能较差，采用传统的切削条件很难正常加工。
因此，了解高温合金的切削加工性能和选择合理的切削条件，对于这些高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:（1)塑性变形大。
由于高温合金中有大量的奥氏体组织存在，所以高温合金的塑性变形很大。
（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。
（3)加工硬化现象严重。
高温合金的硬度在常温下一般不高，但塑性变形大，使已加工表面产生加工硬化现象另外，在切削温度作用下，合金中的强化相从固溶体中分解出来，呈极细的弥散相分布、进一步增大了硬化程度。
切削高温合金时，已加工表面的硬度要比基体硬度高50％~100％。
（4）切削温度高，刀具易磨损。
切削高温合金时，产生较大的塑性变形，刀具与工件间的摩擦加剧，切削力增大，因此产生大量的切削热。
因高温合金的导热系数低，所以高温合金的散热性很差，使切削温度升高。
由于高温合金的高温强度高，加工硬化严重，而且高温合金中含有许多金属碳化物、氮化物、硼化物以及金属间化合物等构成的硬质点因此刀具的机械摩损严重。
又由于切削力大，切削温度高在高温高压下，使刀具一切屑接触面产生粘结，造成刀具的粘结磨损。
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
高温合金的磨削加工
)
高温合金磨削加工的难点
磨削加工实际上是多刃切削， 它切削速度高， 磨粒
（ 可达 )%%%A 左右 ） ； 磨粒 与工件接触处产生局部高温 （ 达 /$=BC 甚至 与被加工材料接触处局部接触压力高 更高 ） ； 磨削时会产生大量的细碎切屑和砂轮碎末， 会 影响工件表面粗糙度等。 高温合金属于难加工材料磨削质量和磨削效率有
很大的影响。 当 砂 轮 线 速 度 从 556 / 7 增 大 到 886 / 7 （单位效率 ） ， 磨削比 增加18; ， 切削有效功率和切 向分力增大(&; ， 砂轮的磨损量则减少5&; ， 烧伤程度 可减低1 ’ 5级， 表面光洁度提高1 ’ 5级。 磨削高温合金 也可采用高速磨削， 的砂轮线速度一般在186 / 7 左右， 但必须采取相应技术措施和具备相应的设备。 !工件速度或工作台速度 工件速度或工作台速 度对磨削烧伤有很大影响。 对于磨削高温合金， 平面磨 精磨 削时的工作台纵向速度， 粗磨时为 18 ’ 1(6 / 6<=， 时为38 ’ 186 / 6<=， 外圆和内孔磨削时， 工件线速度为 5&6 / 6<= 左右。 "轴向进给速度 它的大小对磨削的工件表面粗 糙度有较大影响。 外圆粗磨时为 3> 1 ’ 3> (6 / 6<=， 精磨 时为&> ( ’ 3> 36 / 6<=， 磨削深度大时取小值， 磨削深度 小时取大值。 内 孔 粗 磨 时 为 3 ’ 3> 86 / 6<=， 精磨时为 平面磨削时， 粗 磨 为 5 ’ 866 / 双 行 &> 8 ’ &> $6 / 6<=。 程， 精磨为3 ’ 566 / 双行程。 （5 ） 使用充足的切削液 由于高温合金磨削温度
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。
高温合金切削加工过程与机理研究
高温合金切削加工过程与机理研究引言：高温合金在航空、航天、能源等领域应用广泛。
由于其材料的特殊性质，高温合金的切削加工过程和机理研究一直是工程界和学术界关注的焦点。
本文将从加工过程的基本原理、机理的研究进展以及相关优化方法等角度，探讨高温合金切削加工的主要问题和挑战。
一、高温合金切削加工的基本原理高温合金的切削加工过程中，一般采用刃具对工件进行切削、磨削、铣削等形式。
切削加工的基本原理包括刃具与工件接触的切削力分析、切削热源产生与传递以及切削过程中的材料变形和剥落等。
1.切削力分析切削过程中，刃具对高温合金表面施加切削力，使得切削屑从工件上被剥离。
切削力的大小与刃具和材料性质有关。
对于高温合金，由于其高硬度、高强度以及热稳定性等特性，切削力往往较大。
因此，精确分析和控制切削力，是提高加工效率和质量的关键。
2.切削热源产生与传递高温合金的切削过程中，切削热源主要来源于刃具与工件的摩擦以及材料变形时的塑性变形热。
切削热的传递路径主要有刃具-工件接触区域的热传导和边缘区域的辐射传热。
切削过程中的高温会导致刃具和工件的磨损加剧，同时也会对材料的性质产生影响。
3.材料变形和剥落高温合金在切削过程中，会经历材料的塑性变形和剥落。
材料变形包括塑性流动以及屑层的形成和剥离。
材料剥落主要与刃具与工件的磨损有关，切削热将加剧刃具的磨损，同时也会导致工件表面的烧伤和氧化现象。
二、高温合金切削加工机理的研究进展为了更好地理解高温合金切削加工的机理，许多研究人员从不同角度进行了深入研究。
以下几个方面是近年来在高温合金切削加工机理研究中取得的重要进展。
1.切削润滑与冷却由于高温合金的高硬度和高强度等特性，切削过程中会产生大量的热量。
为了有效控制热量的产生和传递，提高加工质量和刀具寿命，切削润滑与冷却技术被广泛研究。
例如，利用冷却液对刃具和工件进行冷却，可以降低温度并减少热应力，从而提高切削效率和质量。
2.切削力模型的建立切削力模型是研究高温合金切削加工机理的重要手段。
高温合金零件切削加工工艺研究与应用_刘逢博
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浅谈高温合金的切削加工
浅谈高温合金的切削加工[摘要]高温合金是现代航天、航空、航海及核工业上必需的金属材料，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应注意的若干问题。
【关键词】高温合金；切削；加工高温合金是多组元的复杂合金，能高温氧化气氛及燃气腐蚀条件下工作，具有优良的热强性能，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，航天发动机的耐热零部件，特别是火焰筒、涡轮叶片、导向叶片及涡轮盘是高温合金应用的典型零件。
一、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，Kv约在0.2～0.5之间，合金中的强化相越多，分散程度越大，热强性能越好，切削加工性就越差。
高温合金的加工由易→难顺序为：变形高温合金GH4034→GH2036→GH2132→GH2135→GHll40→GH3030→GH4033→GH4037→GH4049→GH4133A……铸造高温合金K211→K214→K40l→K406→K640……2、切削变形大高温合金的塑性很大，有的延伸率δ≥40％，合金的奥氏体中固溶体晶格滑移系数多，塑性变形大，故切削变形系数大。
如低速拉削变形Fe基高温合金GH2132时，其切削变形系数Λh约为45钢的1.5倍。
3、加工硬化倾向大由于高温合金的塑性变形大，晶格会产生严重扭曲，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，加之化合物分解后的弥散分布，都将导致材料的表面强化和硬度的提高。
切削加工后，高温合金的硬化程度可达200％～500％。
切削试验表明，切削速度vc和进给量f均对加工硬化有影响，vc越高，f越小，加工硬化越小。
4、切削力大，切削温度高切削高温合金时切削力F的各项分力均大于45钢，也比不锈钢的切削力要大。
切削高温合金时切削力的波动比切削合金钢大得多，伴随切削力的波动，极易引起振动。
高温合金的高速经济性车削技巧
高温合金的高速经济性车削技巧引言高温合金是一种具有优异耐热性能的金属材料，在航空航天、能源和汽车等领域得到广泛应用。
由于高温合金的特殊性质，车削加工变得更加困难和耗时。
因此，开发高速经济性车削技巧对于高温合金的加工具有重要意义。
本文将介绍几种高温合金的高速经济性车削技巧，如刀具选型、切削参数优化等，以提高加工效率和降低成本。
选择合适的刀具高温合金的硬度和韧性较高，因此选择合适的刀具至关重要。
以下是几种常用的刀具材料及其适用情况：1.硬质合金刀具：适用于加工镍基高温合金和钴基高温合金，具有较高的耐磨性和热稳定性；2.陶瓷刀具：适用于加工钛基高温合金，具有良好的高温抗磨性能；3.CBN刀具：适用于加工铁基高温合金，具有较高的硬度和热稳定性。
在选择刀具时，还应考虑刀具的几何形状、刀具涂层和刀具刃口的特征。
合理选择刀具有助于提高车削效率和延长刀具寿命。
优化切削参数切削参数的优化可以提高车削效率和降低能耗。
以下是一些常用的切削参数优化的技巧：1.切削速度：高速切削能够缩短车削时间，但也会增加切削温度。
根据材料的热稳定性，选择合适的切削速度，避免刀具过热和材料过度烧结；2.进给速度：进给速度的选取要结合切削速度和刀具直径，以保证切削深度合理，避免过度负荷导致刀具断裂；3.切削深度：切削深度的控制要与切削速度和进给速度相匹配，避免过大切削深度引起刀具振动和工件变形；4.冷却润滑剂的使用：选择适当的冷却润滑剂可以有效降低切削温度，减少工件表面烧伤的风险。
使用合理的车削策略在高速经济性车削中，采用合理的车削策略可以最大程度地发挥刀具性能，提高车削效率。
1.粗车和半精车：采用大切削深度进行粗车和半精车，可以快速削除材料，提高加工速度；2.精车和半精车：采用较小的切削深度进行精车和半精车，以获得更高的加工精度和表面质量；3.断续进给和连续进给：对于易导致切削温度过高的材料，采用断续进给可以有效降低切削温度；4.干式和湿式车削：对于一些特殊材料，如钛合金，采用干式车削可以降低润滑剂的消耗和环境污染。
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
锰
硅Байду номын сангаас
铜 磷 硫
ｎ ｏ ｅ６ ５最 小 ５ ０ ３１ ｃｎ１ ２ ８ ２ ８ ．５ 最 大 ６ ２ ０ ４ １ ５ ． ０ ５ ｏ５ ０ ５Ｑ １ １ １ ２ ３ １ ５ ｏ４ ０４ ｏ １ ０ ５（ ５ ０
能源行业高温合金零件的切削加工
环 境 ，而 高温 合 金 有助 于 保 持 这
使 高温 合 金 适用 于 极 端环 境
的结构特点也使其比常规金属材
料／ Ｊ Ｕ Ｔ难 度 大 得 多。 例如 ， 虽然 镍
从高温 、具有腐蚀性和其他 发 电机 或 涡 轮 系统 的零 部 件 ） 用 基 合 金 能 有效 地 抵御 高 温 ，但 由
要 求 用 于 完 成 这 项 工 作 的 金 属 基 合 金 、钴 基 合 金 和 铁 基合 金 。 他 一 些 行业 的 高 温合 金 大 部 分是 零 部 件 具 有 很 高 的 强度 。 例 如 ， 根据 山特维 克 可乐 满发 表 的 白 镍 基合 金 ，但 也 有一 部 分钴 基 合
水 力压 裂 设 备 要在 深 入 地 下 ７ 皮书 ， 镍 基 高 温 合 金 的 使 用 最 为 金 ， 铁基 合 金 则相 对 较 少 。
ｎ ｃ ｏ ｎ ｅ ｌ 英 里 以 上 的地 层 中 工作 ， 在 那里 ， 广 泛 ，其 常 见 类 型 包 括 Ｉ
此外 ， Ｈｕ ｇ ｈ ｅ ｓ指 出 ， 加 工 具
式， 包括 锻 件 、 铸 件和 棒 料 。
不过 ， Ｗｙ ａ ｎ ｔ 补 充说 ，零 件
Ｗｙ ａ ｎ ｔ 指 出， 许 多 高 温 合 金 制 造 商 在 加 工 钢 等 其 他 材 料 时 ， 工件都是 铸件。 “ 在 切 削 加 工 铸 可 以 大 幅提 高 进 给速 度 ，但 在 加 造材 料时 ， 可 能 还 必 须 考 虑 另 外 工 高 温合 金 时 ，却并 不 一 定 能这
ｎ ｃ ｏ ｎ ｅ ｌ ６ ２ ５） 还 具 有 良好 的 销 售 经理 Ｊ ｏ ｈ ｎ Ｆ ｏ ｒ ｒ ｅ ｓ ｔ 说， “ 设 合 金 Ｉ
高温合金零件切削加工工艺研究与应用
温合金 为铁镍 基高 温合金 ； 镍 量在 ４ ％ 以上 的高 温 含 ５ 合金 为镍 基 高 温 合 金 ； 钴 基 高 温 合 金 是 含 钴 量 达 而 ５ ％ 以上 ； ０ 它们 的基本 特性 是高 温下 的耐蚀性 、 氧化 抗 以及高强 度 。本 文 主要论述 镍基 高温合 金材 料 的一种
Ｔ ｍ ｅ； ｉ ＣＰＫ
一
般我们 所讲 的高 温合金 按基 本元 素成分 的不 同
劳 、 氧 化 和耐 蚀 性 能 ， 且 耐盐 雾 气 氛 下 的应 力 腐 抗 并 蚀 。此合 金 中含 有 有少 量 铌 和 钽 ， 以加 强 合 金 的硬 用
来划 分 ， 为铁镍基 高 温合金 ， 分 镍基 高温 合金 和钴 基 高
典 型代表 Ｉｃ ｎ１２ ｎ ｏ ｅ ５的切削 加工工 艺研 究 和在 质谱 仪 ６
中的应用 。
隙腐蚀。它应用于化学加工 、 航空领域 、 轮机引擎 、 污
染控制 设备 和核 反应设 备等 。
镍 基耐 热合 金是 耐 热合 金 中强 度最 高 的合 金 ， 具 有 优 良的抗 高温 氧化 及 高温 强 度 （ 长时 间 高温 使 用 即
（ｎ ｏｅ ２ ） ｗ ｉ ｒ ｓｄｆ Ｃ ｍ ｓ ｓｅｔ ｍ ｔ ｓ ｕ ｅ ｔ ｏ ｒ ｏｙ ａ ｄｄｓ ｎｄｏｔ ｉ Ｉｃｎ １ ５ ， ｈｃ ａｅｕｅ ｒ ａｓ ｐｃｒ ｅ ｒ ｎｔ ｍ ｎ ｓｕｃ ｂ ｄ ； ｎ ｅｉ ｅ ｕ ｆ ６ ｈ ｏＧ ｏ ｅｉ ｒ ｅ ｇ ｄ－
温合金 ； 基体 元 素 为 铁 基 ， 镍 量 在 ３ ％ ～ ５ 的 高 含 ０ ４％
度， 因此不 需要 热处 理就能 增加很 高 的强度 。 同时 ， 向 镍 中加入 Ｃ 、 ｒＭｏ可 以提高 其耐 酸 性 ， 可 以在 很多 种 还 严酷 的酸性 环境 中抵 御 腐蚀 ， 别是 耐 斑 点腐 蚀 及 裂 特
高温条件下合金零件切削的工艺研究
高温条件下合金零件切削的工艺研究在分析研究镍基高温合金Incone1625零件(即连接轴)的切削加工工艺的基础上，通过对不同刀具(包括涂层刀具)的性能进行分析研究，总结出合理有效的加工工艺方案，攻克了高温合金加工的难点，并延长了刀具的使用寿命，从而降低了制造成本。
标签：高温合金Incone1625特性涂层刀具按基本元素成分一般将高温合金划分为镍基、钴基和铁镍基三种高温合金。
其中含钴量达50％以上的为钴基高温合金；铁镍基高温合金的基体元素为铁基，并含有30％～45％的镍；镍基高温合金为含镍量在45％以上的高温合金。
在高温下高强度的耐蚀性以及抗氧化等特点是高温合金的基本特性。
在本文中主要研究的是镍基高温合金材料中的典型代表，即Incone1625的切削加工及刀具的应用进行研究。
1 Incone1625的主要特点Incone1625为镍铬钼合金，它的化学元素含量如表1所示。
其特性为无论在低温条件下，还是高达1000℃的高温其拉伸性、抗氧化性、抗疲劳性及耐蚀性都较好，并且，在盐雾气氛下，Incone1625都可以耐应力腐蚀。
在该合金中含有少量的铌和钽，主要用于加强该合金的硬度，因此，不需经过热处理，该合金便可以获得强度非常高。
将Mo、Cr加入到鎳中，可以使其耐酸性提高很多，从而能够让该合金能够在多种严酷的酸性环境中抵御腐蚀，尤其是在耐裂隙腐蚀和斑点腐蚀方面提高很多。
该合金被广泛用于航空领域、化工工业、污染控制设备和核反应设备等。
2 切削加工高温合金的特点现在，业内公认的最难加工的材料之一便是高温合金。
如果45钢的加工性为100％，这高温合金只有5％～20％的相对加工性则。
高温合金切削加工的主要特点有：①需要切削普通合金钢材的2～5倍的切削力来对其进行切削。
②其切削过程中产生很高的温度。
当在对高温合金进行切削时，此过程产生的塑性变形较大，工件与刀具的摩擦强烈，使得切削力大增，所以切削时会产生大量热量。
而且高温合金的导热系数小，因此散热性较差。
高温合金零件热加工特性研究
高温合金零件热加工特性研究高温合金是一种高硬度、高强度、高抗氧化性和高耐腐蚀性的金属材料，在航空、航天、能源等领域有着广泛的应用。
然而，高温合金具有较高的热加工难度，需要经过精细的设计和加工才能制成高质量的零件。
本文将探讨高温合金零件的热加工特性，以及对其影响因素的探究。
1. 高温合金热加工的基本过程高温合金的热加工通常包括锻造、轧制、拉伸和挤压等过程。
其中，锻造是一种重要的热加工方法，其主要基于材料的塑性变形特性，利用高温下材料的变形性质来实现形状和结构的控制。
在锻造过程中，材料需要经历加热、变形和冷却等多个阶段，同时还需要注意废气、氧化和分解等问题，以保证零件的良好品质。
2. 高温合金零件热加工特性的研究现状高温合金零件的热加工特性是一个热点研究领域，目前已有很多学者和研究机构对其进行了深入的探究。
具体研究内容包括对材料的热力学特性、物理特性、化学结构以及材料的力学性能等方面的分析和研究，以及对热加工过程中可能出现的问题和改进方案的研究。
3. 高温合金零件热加工特性的影响因素高温合金零件的热加工特性受到多种因素的影响，其中最常见的包括材料的成分、化学热力学性质、物理性质、力学性能以及加热、变形和冷却过程中的参数等。
针对这些影响因素，研究者们提出了多种方法和措施来优化热加工过程，从而获得更好的零件品质。
4. 高温合金零件热加工的技术还需进一步完善尽管高温合金零件的热加工特性已经得到了广泛的研究，但是在实际生产过程中还存在一些问题和挑战。
比如，在复杂形状的零件加工中，仍面临着无法达到理想状态的问题；同时，在高温合金零件的冷却、调质和热处理过程中也存在许多不确定因素，需要通过细致的研究和分析来解决。
综上所述，高温合金零件的热加工特性研究具有重要意义。
通过深入了解材料特性和加工过程中可能出现的问题，研究者们可以采取适当的方法和措施来改进高温合金零件的热加工，从而获得更好的品质和性能。
在未来的研究中，高温合金零件的热加工技术还有很大的进步空间，需要不断努力和探索。
高温合金加工工艺的优化与性能调控策略探索
高温合金加工工艺的优化与性能调控策略探索高温合金是一种具有高温强度和耐热性能的特殊材料，被广泛应用于航空、能源、汽车等领域。
随着科技的不断进步和工业的发展，对高温合金的性能和加工工艺提出了更高的要求。
因此，优化高温合金的加工工艺和调控其性能成为了一项重要的研究课题。
优化高温合金的加工工艺可以帮助提高其力学性能、耐腐蚀性能和热稳定性等方面的指标。
下面将从材料的选择、热处理工艺和机械加工工艺等方面介绍一些优化高温合金加工工艺的策略。
首先，选择合适的高温合金材料非常重要。
不同的高温合金具有不同的成分和导热性能，选择合适的高温合金对于优化加工工艺至关重要。
材料的选择要根据具体的应用场景和工艺要求进行，包括考虑材料的热强度、抗腐蚀性能和机械性能等方面。
优化材料的选择可以从原材料的纯度和特性等方面入手。
其次，对高温合金的热处理工艺进行优化可以显著改善其性能。
热处理是指通过控制材料的加热和冷却过程来改变其组织和性能的方法。
针对不同的高温合金，可以选择不同的热处理工艺，如固溶处理、时效处理等。
通过优化热处理工艺可以改善高温合金的晶粒尺寸和分布、相组成和相变温度等方面的性能。
热处理过程中的加热温度、保温时间和冷却速率等参数的控制是关键。
另外，机械加工工艺对于优化高温合金的性能也起到了重要的作用。
机械加工是指通过变形和切削等方式来改变材料形状和性能的过程。
在优化高温合金的机械加工过程中，需要考虑切削速度、进给量和切削力等参数的选择。
这些参数的优化可以提高高温合金的表面质量、耐磨性和刚性等方面的性能。
此外，合理选择合适的刀具材料和刀具涂层技术也是优化机械加工工艺的重要策略之一。
除了加工工艺的优化，还需要调控高温合金的性能。
高温合金的性能主要包括力学性能、耐热性能和耐腐蚀性能等方面。
针对不同的性能要求，可以采用不同的方法进行调控。
对于力学性能的调控，可以通过合适的合金配比和热处理工艺来实现。
针对具体的应用需求，可以提高高温合金的强度、延展性和韧性等性能。
高温合金零件工艺研究
高温合金零件工艺研究本文从生产实际出发，意在解决高温合金薄壁零件加工中的工艺问题。
以发动机主要承力部件——高导机匣为研究对象，开展了旨在控制加工过程变形的加工工艺研究。
从工艺路线、切削参数、加工方法等方面进行分析及试验研究，制定出合理的工艺路线，控制零件最终变形量。
通过该课题的研究，掌握了控制高导机匣变形的加工方法，论文研究工作取得的成果为企业大型高温合金薄壁零件制造技术的提升打下良好的基础。
标签：高温合金；加工工艺；变形；切削参引言高温合金在航空产业之所以如此著名，是因为其长期在高温条件下具有良好的抗氧化性、抗蠕变性与持久强度。
因此，高温合金零件的加工工艺的改进是制造业的一个重要课题。
特别是对壁厚在2mm以下型面较为复杂的机匣的加工，其变形量的控制更是机匣制造技术提升的关键。
薄壁机匣零件在加工过程中的变形和试车、试飞后的变形都将影响机匣的质量及装配互换性的要求，而现在多型号的零件均已转入批产状态，所以，解决薄壁机匣零件的变形问题已迫在眉睫。
1 高温合金概述高温合金又称耐热合金或热强合金。
因其较高的力学性能、抗腐蚀性等特性，在航空发动机上得到广泛应用，主要用于高压机匣、燃烧室、导向器、涡轮盘、涡轮支承机匣、涡轮叶片、导向叶片等高温部件的制造。
高温合金因其合金化程度很高，在英、美等国称之为超合金。
其主要特点是高熔点、热强度和热稳定性能及热疲劳性能优良。
高温合金是最难切削的材料之一。
其切削特点为：塑性变形较大；切削力大；冷硬现象严重；切削温度高；刀具易磨损；加工表面质量和精度不易保证。
2 高导机匣零件加工工艺的研究本章通过对发动机的主要承力部件——高导机匣的加工工艺研究，攻克高温合金薄壁机匣控制加工变形的难题，掌握大型薄壁机匣的制造技术。
该高导机匣属于高温合金整体环形薄壁机匣，在高温下有良好高温强度、应力和抗腐蚀能力。
此研究要达到的目标：自由状态下机匣圆度跳动不大于0.5mm，平面度不大于0.15mm。
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高温合金环形件磨削加工方法探讨
作者：邓建荣
来源：《科学与财富》2017年第23期
摘要：高温合金是我国航空工业加工中，非常重要的一种材料，主要分为：760℃高温材料、1200℃高温材料和1500℃高温材料等方面，并且在一定的应力条件下，长期处于高温加工的状态，具有良好的高温强度，其抗氧化、疲劳性、抗热腐蚀、以及断裂韧等性能，基于这些性能，对高温合金环形件磨削加工中的一些方式方法，进行了简要的分析和阐述，希望对相关行业的发展，给予一定程度上的帮助。
关键词：高温合金；环形件；磨削加工；方法；
此次接到的加工任务中需要对高温合金板料进行磨削。
高温合金是航空工业中常用的难加工材料，磨削加工方式下极易发生烧伤。
为了提高工件的精度和表面粗糙度，在加工工艺上经常在平面磨床上对工件进行加工，但由于平面磨床的磁性吸盘只适应磁性材料工件的装夹，很大程度限制了非磁性材料工件精度的提高，有些必须要磨削的非磁性材料工件往往是采用磁性材料挡块“夹挤”的方式夹持工件来进行磨削。
现就用以下两个典型零件来进行分析：
一、环形工件分析
（一）以B-4C环垫块101环状工件为例
该零件带台阶内孔环形件，材料为镍基高温合金GH4169，热处理要求为固溶处理。
通过对设计图样的分析，不难发现该零件的加工难点主要有以下几点：
a、工件厚度尺寸为8.7mm，工件最大轮廓直径为330mm，整环壁厚20mm。
b、工件基准平面度要求≯0.01，两端面平行度≯0.01；
c、工件有一处台阶沉孔特征，台阶沉孔深度为1.5±0.02，台阶沉孔端面与基准面相互平行度≯0.01；
d、各厚度面表面粗糙度为Ra0.8；
B-4C环垫块101
二、以B-1W环垫块1116环状工件为例
该零件为典型环状工件，工件材料为镍基高温合金GH3128，热处理要求为固溶处理。
通过对设计图样的分析，不难发现该零件的加工难点主要有以下几点：
a、工件厚度尺寸为4.1±0.02；
b、两厚度面表面粗糙度为Ra0.8；
c、两厚度面形位公差要求平行度≯0.01，允许等厚测量。
B-1W环垫块1116
二、加工中的难点
（一）磨削力大
高温合金的强化相很多（其中Y′、Y〞是主要强化相，碳化物也是其中重要的一种强化相），而且具有优良的高温强度，从而切削不易被切离，造成磨削力比磨普通材料大很多，采用普通磨削法磨削时，切深抗力大于主切削力。
（二）磨削精度较差
磨削时温度高，表面质量和磨削精度难以保证，磨削时会产生大量的磨削热，加上高温合金的导热系数很低，磨削热难以及时传出。
使磨削区域温度可高达1000～1500℃，容易引起表面局部烧伤，产生烧伤裂纹。
表层金属收缩时，受到内部金属的牵制，使磨后工件表面呈现有害的拉应力，磨削精度难以保证。
三、攻关措施
因该套任务要求节点紧任务重，经内部讨论，该套任务中同类零件分别进行同型号设备选用不用类型砂轮对比试验及不同类型设备对比试验。
（一）方案1
同时领取B-1W环垫块1116及B-6C环垫块119进行试验，仍然选用平面磨削加工，但在磨削过程中常出现烧刀及零件翘曲变形等问题。
为了解决该问题，我们依然使用所内现有的高精度平面磨床MG7132进行磨削加工，砂轮材料为单晶刚玉，型号为SA36K8V，砂轮粒度为36#。
同时增加了磨削翻面次数，将零件一侧端面径向方向在一个截圆范围内完全见光，允许在表面存在未磨起的斑块，局部使用与翘曲量等厚铜箔垫平后，再翻面平磨另一侧端面。
将另一端面磨削至同样效果后，再翻面平磨。
如此往返，逐渐减少未磨起部分面积，使零件内部应力在自由状态下达到平衡。
在磨削过程中时刻关注零件表面粗糙度的变化，检查表面是否存在砂轮烧蚀痕迹。
此方案在加工完成后，在平台上使用杠杆千分表对零件两端面分别进行平面度测量，杠杆表显示最大跳动量为0.02mm。
使用0～25mm外径千分尺进行等厚度测量，最大厚度差值为0.01mm。
通过目视检查零件表面质量，磨削面磨削纹路细密，一致性好，表面粗糙
度符合设计图样Ra0.8要求，且表面无烧伤现象。
缺点为砂轮磨损较快，加工时间长，操作者加工强度大。
（二）方案2
将与B-1W环垫块1116结构相同、尺寸相近的B-5W环垫块113外委到西安协作单位使用双端面磨床ABWOOO RG1进行磨削，选用砂轮材料为白刚玉，型号为WA46K5V，砂轮粒度为46#，走刀速度为35m/s，总加工时长两天（不含外委转运周期）。
此方案在加工完成后，在平台上使用杠杆千分表对零件两端面分别进行平面度测量，杠杆表显示最大跳动量为0.016，使用0～25mm外径千分尺进行等厚度测量，实际厚度值为2.879～2.905mm，厚度差为0.026mm，通过目视检查零件表面质量，磨削面磨削纹路细密，一致性好，表面粗糙度小于Ra0.8，且表面无烧伤现象。
缺点为加工设备较特殊，外委加工所需加工费用较高及转工周期较长，且无法现场跟产控制加工质量。
（三）方案3
将与B-6C环垫块119结构相同、尺寸相近的B-4C环垫块101外委到所外协作单位使用M7132H平面磨床进行磨削，选用白刚玉大气孔砂轮，型号为WA46L，砂轮粒度为46#，砂轮硬度选用中软型，走刀速度选用40m/s。
采用如方案1同样的加工方案，多次翻面往复磨削，用时一天完成了加工。
此方案在加工完成后，在平台上使用杠杆千分表对零件两端面分别进行平面度测量，杠杆表显示跳动量为0.02mm。
使用0～25mm外径千分尺进行等厚度测量，最大厚度差值为0.01mm。
通过目视检查零件表面质量，磨削面磨削纹路细密，一致性好，表面粗糙度符合设计图样Ra0.8要求，且表面无烧伤现象。
将方案1与方案3外观进行对比发现，方案1零件表面粗糙度略好于方案3零件。
结束语：
综上所述，本文对以B-1W环垫块1116环状工件、以B-4C环垫块101环状工件为例，对高温合金环形件磨削加工中的一些方式方法，进行了简要的分析和阐述，通过利用合理有效的加工方式，不仅仅可以提升高温合金环形件磨削加工的质量和效率，对其行业的发展也提供了重要的技术支持。
参考文献：
[1]马晓峰.超薄壁环形件加工工艺研究[J].中国机械，2015（23）：40-41.
[2]龚小琦，冀胜利，郭鸿镇，等.K403铸造镍基高温合金环形零件的铣削加工方法[D].南京航空航天大学，2015.
[3]陈由红，王淑云，张敏聪，等.一种粉末高温合金环形件的成形方法[J].锻压技术， 2014（4）：11-13.。