切削加工高温合金的刀具材料

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合金工具钢的分类

合金工具钢的分类

合金工具钢的分类
合金工具钢根据化学成分、用途和工艺性能等因素可以进行不同的分类。

下面是一些常见的合金工具钢分类:
1. 碳工具钢:主要是由碳作为合金元素,含有较高的碳含量,一般在0.60%至1.50%之间。

碳工具钢具有较高的硬度和强度,适用于制造切削工具、冲模和冷模等。

2. 高速工具钢:主要含有较高的碳和钨、钼、钴等合金元素。

高速工具钢具有优异的耐高温、耐磨损性能,适用于制造高速切削工具,如铣刀、麻花钻等。

3. 高硬度合金工具钢:主要含有较高的碳、铬和钼等合金元素。

高硬度合金工具钢具有较高的硬度和耐热性能,适用于制造切削刃和热作模具等。

4. 高温合金工具钢:主要含有较高的铼、钼、钨等合金元素。

高温合金工具钢具有较高的抗高温强度和耐热性能,适用于制造耐高温切削工具和模具等。

5. 不锈钢工具钢:由于不锈钢添加了铬元素,具有良好的耐腐蚀性能,适用于制造一些特殊用途的工具,如医疗器械、食品加工工具等。

需要注意的是,以上仅是合金工具钢的一些常见分类,实际上根据具体的需求和应用场景,合金工具钢可以有更多的分类方式。

镍基高温合金的切削加工

镍基高温合金的切削加工

镍基高温合金的切削加工CuttingofNickel-BasedHighTemperatureAlloy沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司山东大学机械工程学院赵秀芬高级工程师.现主要从事航空发动机难加材料的匹配刀具选择.高效加工.切削参数优化.刀具国产化等方面的研究。

现在的涡扇发动机的材料中难加工材料占绝大部分,其中高温合金有65%,其相对加工性很低。

同时,航空航天发动机中叶片、机匣件等形状复杂,表面完整性要求又高,使镍基高温合金零件的切削加工更为困难。

航空发动机零件结构复杂,而高温合金等难加工材料加工难度更大。

对工件来说,复杂型面数控程序优化难,高温合金材料容易造成加工变形和让刀,使加工精度不符合要求;对46航空制造技术・2010年第11期赵秀芬王玉华刘阳王兴林万熠航空发动机零件结构复杂。

而高温合金等难加工材料加工难度更大。

对工件来说。

复杂型面数控程序优化难,高温合金材料容易造成加工变形和让刀,使iju-r精度不符合要求;对刀具来说,JjⅡ"r镍基高温合金零件,容易造成刀具快速磨损。

刀具消耗大。

刀具来说,加工镍基高温合金零件,容易造成刀具快速磨损,刀具消耗大。

镍基高温合金材料的主要成分为镍,以GH4169为例,其镍的含量为50%.55%,其余主要元素有Fe、Cr、Nb等。

它是以体心立方Ni3Nb(1,,)和面心立方Ni3(A1,Ti,Nb)(^y’)强化的镍铁基合怠通常称为镍基合金),从低温到700oc以下具有高的屈服强度、拉伸强度和持久强度。

在650。

C~7600C具有良好的塑性,一般认为GH4169的组织是由1基体和NbC、1’、1,,、8相组成。

NbC(Ti、Nb)(CN)等碳化物数量很少,比较稳定。

^y”相数量最多,是合金的主要强化相。

晶格常数为a0=3.642A,c0=7.406A,呈圆盘状在基体中弥散析出,强化作用是通过1,,的共格畸变而实现。

7’相数量次之,呈球状弥散析出,对合金起一部分强化作用,此外还有一些碳化物起强化相作用。

硬质合金刀具选用明细表

硬质合金刀具选用明细表

加工高温合金的硬质合金刀具1.加工高温合金的硬质合金刀具材料,宜选择超细微粒硬质合金YS2,YG8W,YG813,YG643,YM052,YM051和钨钴类YG8及钨钛钽(铌)钴类YG8N,YW3,YW4等.其中,YS2,YG8W用于粗加工,其他用于精加工.不宜选择YT类.(进口刀具材料各品牌的编号不一样,要查清楚需要他们材料供应商提供一些资料,难度大些,我手上资料不够,以后有了再介绍).2.刀具合理几何参数选择:前角应选正值,后角稍大些,前面宜磨成圆弧断屑槽形,刃区一般不磨负倒棱.主偏角根据工艺系统刚性来定,刚性好取小些,反之取大些.3.合理选择切削用量.背吃刀量粗加工取1-6mm,精加工0.2-0.5.进给取0.1-0.5mm/r.根据被切削材料查一下切削速度.根据切削温度原理,以700-1000度为宜.4.选择切削液,可选择压力切削油,尽量不选择含硫的切削液.实际加工时,要多做测试和调整,自己的经验比较保险.硬质合金常用牌号及用途介绍牌号/相当标准ISO/ 物理机械性能(min):抗弯强度N/mm2 ;硬度HRA/用途1、YG3x/ K01/ 1420; 92.5 /适于铸铁.有色金属及合金.淬火钢合金钢小切削断面高速精加工.2、YG6/ K20 /1900; 90.5 /适于铸铁.有色金属及合金.非金属材料中等到切削速度下半精加工和精加工.3、YG6x /K15/ 1800; 92.0/ 适于冷硬铸铁.球墨铸铁.灰铸铁.耐热合金钢的中小切削断面高速精加工.半精加工.4、YG6A/ K10/ 1800 ;92.0 /适于冷硬铸铁.球墨铸铁.灰铸铁.耐热合金的中小切削断面高速精加工5、YG8/ K30/ 2200 ;90.0/ 适于铸铁.有色金属及合金.非金属材料低速粗加工.6、YG8N/ K30/ 2100; 90.5 /适于铸铁.白口铸铁.球墨铸铁以及铬镍不锈钢等合金材料的高速切削.7、YG15/ K40/ 2500 ;87.0 /适于镶制油井.煤炭开采钻头.地质勘探钻头.8、YG4C/ 1600; 89.5/ 适于镶制油井.煤炭开采钻头.地质勘探钻头.9、YG8C/ 1800; 88.5 /适于镶制油井.矿山开采钻头一字.十字钻头.牙轮钻齿.潜孔钻齿.10、YG11C/ 2200 ;87.0 /适于镶制油井.矿山开采钻头一字.十字钻头.牙轮钻齿.潜孔钻齿.11、YW1/ M10/ 1400; 92.0 /适于钢.耐热钢.高锰钢和铸铁的中速半精加工.12、YW2/ M20/ 1600; 91.0 /适于耐热钢.高锰钢.不锈钢等难加工钢材中.低速粗加工和半精加工.13、GE1/ M30/ 2000; 91.0 /适于非金属材料的低速粗加工和钟表齿轮耐磨损零件.14、GE2 /2500; 90.0 /硬质合金顶锤专用牌号.15、GE3/ M40/ 2600; 90.0 /适于制造细径微钻.立铣刀.旋转挫刀等.16、GE4/ 2600; 88.0/ 适于打印针.压缸及特殊用途的管. 棒.带等.17、GE5 /2800 ;85.0 /适于轧辊.冷冲模等耐冲击材料.。

浅谈高温合金的切削加工

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

目前常用的切削刀具的材料

目前常用的切削刀具的材料

目前常用的切削刀具的材料
切削刀具是机械加工中不可或缺的一种工具,广泛应用于机床加工、模具加工、数控
加工等领域。

根据不同的工件材料和加工工艺,切削刀具的材料也存在多种选择。

目前常
用的切削刀具的材料有以下几种。

1.高速钢
高速钢是一种高合金的不锈钢,主要组成成分为碳素、钨、钒、铬、锰等元素。

由于
高速钢具有良好的热稳定性和耐磨性,因此被广泛应用于各种机械加工领域,如车削、铣削、钻削、刨削等。

高速钢刀具的优点是成本低、加工效率高,但脆性大,容易发生断裂。

2.硬质合金
硬质合金是由钨、钴、铁等金属粉末按一定比例混合,经加压、烧结而成。

硬质合金
具有高硬度、高强度、良好的耐磨性和抗腐蚀等特点,因此被广泛应用于切削领域。

硬质
合金刀具的优点是硬度高、耐磨性好,但成本较高。

3.陶瓷
陶瓷刀具是指由氧化铝、氮化硅等陶瓷材料制成的刀具。

陶瓷刀具具有高硬度、高耐
磨性、耐高温等特点,被广泛应用于高硬度材料如铸铁、钢铁等的加工中。

陶瓷刀具的优
点是切削自锐性好、耐磨性强、耐高温,但成本高,易破碎。

4.CBN
5.PCD
PCD是聚晶金刚石的简称,由人造金刚石微晶粉末,与金属粉末经高温高压处理而成。

PCD刀具具有高硬度、高耐磨性、良好的导热性和稳定性等特点,在加工铸铁、铝合金、
钛合金等材料中效果较好。

PCD刀具的优点是硬度高、耐磨性好,但成本较高。

总之,随着工艺的不断发展,切削刀具的材料也不断有新的材料涌现,未来的切削刀
具将更加科技化和高效化。

硬质合金切削刀具的材料选择与表面涂层优化

硬质合金切削刀具的材料选择与表面涂层优化

硬质合金切削刀具的材料选择与表面涂层优化硬质合金切削刀具是现代制造业中广泛应用的工具,它能够高效地进行金属切削加工。

在选择硬质合金切削刀具的材料和优化表面涂层方面,存在着一系列的考虑因素。

本文将深入探讨硬质合金切削刀具材料选择和表面涂层优化的相关问题。

首先,硬质合金切削刀具的材料选择对其性能和寿命有着重要影响。

目前市场上常见的硬质合金切削刀具材料包括钨钛合金、钨钼合金、钨钨合金等。

这些材料具有高硬度、热稳定性和耐磨性的特点,能够满足各种切削加工的需求。

在选择硬质合金切削刀具材料时,应根据具体的切削材料和加工条件进行考虑。

不同材料的硬质合金切削刀具在不同切削材料和加工条件下的性能表现也有所不同。

钨钛合金切削刀具适用于加工碳钢、不锈钢等材料,具有优异的切削性能和较长的使用寿命;钨钼合金切削刀具适用于高硬度材料的切削加工,具有较好的耐磨性和耐热性;钨钨合金切削刀具适用于加工高温合金等材料,具有良好的耐磨性和抗蚀性。

其次,硬质合金切削刀具的表面涂层优化也是提高刀具性能和寿命的关键。

表面涂层能够提供刀具表面的硬度、抗磨性和耐热性,从而降低切削时的热失效和磨损。

常见的硬质合金切削刀具表面涂层包括涂层碳化物、涂层氮化物和多层复合涂层等。

涂层碳化物主要是利用碳化物材料进行表面改性,提高切削刀具的硬度和耐磨性;涂层氮化物主要是通过氮化处理,形成硬度更高的氮化物层,提高切削刀具的耐磨性和耐热性;多层复合涂层是通过在刀具表面层叠多种材料,并通过控制不同材料的厚度和组合,达到提高切削刀具性能的目的。

在进行硬质合金切削刀具表面涂层优化时,应根据切削材料、加工条件和切削过程中的磨损机理来选择合适的涂层类型。

以增加刀具的硬度和抗磨性为主要目标,选择碳化物涂层;以提高刀具的耐热性和耐磨性为主要目标,选择氮化物涂层。

同时,在选择涂层材料时,还应考虑成本、制备工艺和刀具几何形状等因素。

此外,刀具表面涂层的结构和性能也需要进行优化。

加工中心加工高温合金的方法

加工中心加工高温合金的方法

加工中心加工高温合金的方法高温合金广泛应用于航空、航天、能源、汽车等领域,由于其优异的力学性能和耐高温、耐腐蚀等特性,越来越受到重视。

而加工中心作为一种高效率、高精度、高稳定性的加工设备,被广泛采用于高速加工和模具加工等领域。

下面我们将介绍一下加工中心加工高温合金的方法。

步骤一:合理选用切削工具由于高温合金的硬度和韧性都很高,切削加工难度较大,需要选用高硬度的切削工具。

例如,可采用钨钢加工切削,单片硬质合金刀片、多刃镗刀、CVD涂层硬质合金刀片等刀具。

同时,要注意切削速度的选择,不能太高,以免刀具过早磨损。

步骤二:控制切削参数对于高温合金的加工,最为重要的是要合理控制切削速度、进给速度和切削深度等参数。

通常,高速切削和小进给量的加工方式可以有效地降低切削温度,使切削过程更加稳定和精确。

此外,合适的切削液、切削液流的方向等也需要做出相应的调整。

步骤三:采用先粗后精加工由于高温合金材料硬度高、韧性大等特性,加工难度较大,因此在加工过程中,通常采用先粗后精的加工方式。

即,在初始阶段先进行颗粒加工,去除较大的材料颗粒,然后再进行精细的形状加工,这样可以保证加工的稳定性和效率。

步骤四:加强刀具维护切削后,高温合金材料表面的加工热量很高,容易产生一些腐蚀、氧化等现象。

因此,对于刀具来说,及时更换和维修非常关键,以避免因长时间使用导致的刀具损坏。

同时,在加工中,要经常对刀具进行润滑处理,使其保持光滑的表面状态,既可以保证加工精度,又可以有效延长刀具的使用寿命。

综上所述,加工高温合金需要综合考虑材料的性质、工艺参数、刀具的选用与维护等因素。

只有做到科学合理的选材和刀具维护,合理控制切削参数,采用先粗后精的加工方式,才能加工出高质量、精度和稳定性的零件。

加工刀片知识点归纳总结

加工刀片知识点归纳总结

加工刀片知识点归纳总结一、刀片材料1.高速钢刀片:高速钢刀片是一种用途广泛的工具钢,具有良好的耐磨性和热硬性。

适用于一般的加工工艺,例如车削、铣削、切削、钻削等。

2.硬质合金刀片:硬质合金刀片由金属钨和碳化钴等合金粉末通过粉末冶金工艺制成。

硬质合金刀片具有极高的硬度和耐磨性,适用于高速切削、重切削和精密切削等高难度加工。

3.陶瓷刀片:陶瓷刀片由氧化锆、氧化铝、碳化硅等陶瓷材料制成,具有超高硬度和优异的耐磨性,适用于高速、高温、高硬度材料的切削加工。

4.金刚石刀片:金刚石刀片具有极高的硬度和热导性,适用于加工硬脆材料,如石英、玻璃、陶瓷等。

5.立铁镍基刀片:立铁镍基刀片由立铁和镍基合金制成,具有出色的耐高温性和耐腐蚀性,适用于加工高温合金、高硬度耐热合金等材料。

6.多晶金刚石刀片:多晶金刚石刀片具有高硬度、高导热性和耐磨性,适用于高速加工铝、铜、塑料等材料。

二、刀片几何形状1.刀片角度:刀片的切削角度对于切削作用影响非常大,一般包括前角、后角、刃后角、主偏角、副偏角等。

2.刀片形状:刀片的形状影响着切削表面的质量和加工效率,主要包括平面刀片、圆弧刀片、斜面刀片、倒角刀片等。

3.刀片刃形:刀片的刃形决定了切屑的形态和加工结果,一般包括主刃、侧刃、前角、后角等。

4.刀片刃尖:刀片的刃尖质量和形状对于切削作用非常重要,在切削过程中直接接触工件,直接影响加工表面的质量。

5.刀片刃长:刀片的刃长影响着切削的稳定性和切削力的分布,一般包括刃长、刃宽、刃厚等参数。

三、刀片的热处理1.淬火:通过加热至临界温度后迅速冷却,使刀片的结构发生相变并获得高硬度。

2.回火:通过加热至一定温度后冷却,调整刀片的组织结构,提高韧性和耐磨性。

3.脱碳:在高温条件下,使刀片表面碳元素被氧化剥离,降低表面硬度和增加表面韧性。

4.氮化:在刀片表面渗氮处理,提高刀片的硬度和耐磨性。

5.表面涂层:在刀片表面涂覆涂层,用于降低刀片摩擦、提高耐磨性和延长刀片使用寿命。

刀具材料切削时耐热温度概述

刀具材料切削时耐热温度概述

刀具材料切削时耐热温度概述刀具材料是通过切割工件而进行形状加工的非常重要的工具。

然而,在加工过程中,刀具会面临很高的温度和压力,因此需要具有高耐热温度的特性。

刀具材料的耐热温度是指在高温下,刀具仍能够保持其切削性能,并能够避免过度磨损或损坏。

刀具材料的耐热温度取决于其基本特性,例如热膨胀系数、导热系数、热处理硬度和耐腐蚀性等。

刀具材料通常根据其基本材料进行分类,并根据其耐热温度和其他特性进行进一步评估。

1. HSS材料高速钢(HSS)是一种广泛应用于切削工具的材料,它在高速切削中具有较好的性能。

然而,其耐热温度较低,通常在500°C以下,因此需要在使用过程中定期冷却以防止过度加热。

在高强度应用中,通常使用加入钨、钼、钴或其他元素的高合金HSS。

2. 硬质合金材料硬质合金是由钨碳硬质合金和钴等金属粉末经烧结而成的。

硬质合金具有耐磨、耐腐蚀和耐热的特性,可用于高温切削和高速切削。

硬质合金刀具的耐热温度通常在800°C左右。

3. 陶瓷材料陶瓷刀具是一种具有高硬度和耐磨性的刀具材料,通常用于高速加工的高温环境中。

陶瓷材料的耐热温度通常在1000°C以上,因此可被用于高温切削加工。

不过,由于其脆性较高,在使用时需要注意避免裂纹和损坏。

4. PCD/CBN材料多晶立方体石墨双峰(PCD)和立方体氮化硼(CBN)是一种新型的刀具材料,具有优异的耐磨性和高硬度。

PCD和CBN的耐热温度可达到1200°C以上,因此可用于高热和高硬度切削。

总之,选择正确的刀具材料对于获得优质的加工结果至关重要,同时也需要注意刀具的寿命和使用过程中的性能变化。

刀具材料的耐热温度成为了刀具选择的一个重要因素,不同的材料适用于不同的切削应用和环境。

在选择刀具材料时,需要根据不同的加工需求和环境条件进行评估和选择,以获得最优的切削效果。

718是什么材料

718是什么材料

718是什么材料
718是一种常见的工程材料,它具有良好的机械性能和耐腐蚀性能,被广泛应
用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

在本文中,我们将深入探讨718材料的特点、用途和加工工艺。

首先,718材料是一种高强度、高温合金材料,主要由镍、铬、铁等金属元素
组成。

它具有良好的耐热性和抗氧化性能,能够在高温环境下保持较好的力学性能。

此外,718材料还具有优异的耐腐蚀性能,能够抵御酸碱介质的侵蚀,因此被广泛
应用于高温、腐蚀严重的工作环境中。

其次,718材料在航空航天领域有着重要的应用。

由于其高强度、高温性能和
耐腐蚀性能,718材料常被用于制造航空发动机零部件、涡轮叶片、燃气轮机等关
键部件。

在汽车制造领域,718材料也被广泛应用于制造汽车发动机零部件、排气
系统等高温、高压工作环境下的零部件。

此外,718材料还被用于制造电子设备、
化工设备等领域,发挥着重要的作用。

最后,718材料的加工工艺也备受关注。

由于其高强度、高硬度和耐热性,718材料的加工难度较大。

常见的加工工艺包括热加工、冷加工、切削加工等。

在热加工过程中,需要控制好材料的温度,避免产生裂纹和变形。

在切削加工过程中,需要选择合适的刀具材料和刀具几何角度,以保证加工质量和效率。

综上所述,718材料是一种重要的工程材料,具有良好的机械性能和耐腐蚀性能,被广泛应用于航空航天、汽车制造、电子设备等领域。

在未来的发展中,随着科学技术的不断进步,718材料的性能和加工工艺将得到进一步提升,为各行业带
来更多的发展机遇。

pcbn刀具切削高温合金锯齿形切屑形成机理

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。

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

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。

m35是什么材料

m35是什么材料

m35是什么材料
M35是一种常见的高速钢材料,具有优异的切削性能和耐磨性,被广泛应用于
制造刀具、冲模、钻头、铣刀等工具。

它的化学成分主要包括碳、钨、钼、铬、钴等元素,这些元素的含量和比例决定了M35的性能特点。

M35材料的主要特点之一是高硬度。

由于其含有大量的钨和钼元素,M35钢具有非常高的硬度,使其适合用于加工硬质材料,如不锈钢、合金钢等。

在高速切削过程中,M35刀具能够保持良好的刀口硬度,有效延长了刀具的使用寿命。

除了高硬度外,M35材料还具有良好的耐磨性。

钨和钼的添加可以有效提高
M35钢的耐磨性能,使其在切削过程中能够保持较长时间的刀口锋利度,从而提
高加工效率和产品质量。

此外,M35材料还具有良好的热稳定性。

在高速切削加工过程中,刀具会受到
较高的温度影响,而M35钢的热稳定性能能够有效减少刀具在高温条件下的变形
和热裂纹,保持刀具的稳定性和耐用性。

由于M35材料具有以上优异的性能特点,因此在航空航天、汽车制造、机械
加工等领域得到了广泛的应用。

例如,在航空发动机制造中,M35钢制成的刀具
能够有效加工高温合金材料,保证了零部件的加工精度和表面质量;在汽车制造中,M35钢制成的刀具能够高效加工各种金属材料,提高了生产效率和产品质量。

总的来说,M35是一种优异的高速钢材料,具有高硬度、良好的耐磨性和热稳
定性,广泛应用于制造各种刀具和工具,为各个领域的加工生产提供了可靠的支持。

随着材料科学的不断发展和创新,相信M35材料在未来会有更广阔的应用前景。

刀具涂层种类范文

刀具涂层种类范文

刀具涂层种类范文刀具涂层是通过在刀具表面形成一层薄膜来改善其性能的一种方法。

涂层可以提供刀具更强的切削能力、更长的使用寿命和更好的耐磨性。

刀具涂层种类非常多,下面将介绍一些常见的刀具涂层种类。

1.钛氮涂层(TiN涂层)钛氮涂层是最常见和广泛应用的刀具涂层之一、它具有良好的耐磨性和耐腐蚀性能。

钛氮涂层可以提供更高的切削速度和更长的刀具寿命。

2.钽涂层(Ta涂层)钽涂层是一种高温耐蚀涂层,能够在高温和高切削速度下提供更好的切削性能和寿命。

钽涂层适用于加工高温合金等难加工材料。

3.铝钛涂层(AlTiN涂层)铝钛涂层是一种具有优异耐磨性和良好的化学稳定性的高温涂层。

它可以在高温下保持涂层的稳定性,并提供更长的刀具寿命和更高的切削速度。

4.金刚石涂层(DLC涂层)金刚石涂层是由纳米级金刚石微粒形成的一层硬质薄膜。

它具有非常高的硬度和耐磨性,可以提供刀具更长的寿命和更高的切削速度。

5.碳化硅涂层(SiC涂层)碳化硅涂层是一种高温涂层,具有优异的热稳定性和耐磨性。

它可以在高温和高切削速度下保持涂层的性能,并提供更好的切削效果和刀具寿命。

6.碳化钨涂层(WC涂层)碳化钨涂层是一种重金属涂层,具有很高的硬度和优异的耐磨性。

它适用于加工难加工材料和高硬度材料。

7.氮化铝涂层(AlN涂层)氮化铝涂层具有非常高的热导性和优异的化学稳定性。

它可以在高温下保持涂层的性能,并提供更好的切削效果和刀具寿命。

除了以上几种常见的刀具涂层种类外,还有一些特殊的涂层,例如铜涂层、硫化锌涂层、碳氮化物涂层等。

每种涂层都有其特定的适用范围和优势,根据不同的加工材料和切削条件选择合适的刀具涂层可以显著提高切削效率和刀具使用寿命。

刀具材料的种类

刀具材料的种类

刀具材料的种类一、高速钢高速钢是指钢中含有大量合金元素,能够在高温高速切削条件下保持较高硬度和耐磨性的钢材。

高速钢具有优异的耐磨性、热硬性、切削性和韧性等特点,广泛应用于刀具制造领域。

高速钢按成分可分为W18Cr4V、W6Mo5Cr4V2等不同种类,具有不同的硬度和使用范围。

二、硬质合金硬质合金是一种由钨钴合金制成的刀具材料,具有极高的硬度和耐磨性。

硬质合金具有优异的切削性能,可以用于高速切削、精密切削和重负荷切削等工艺。

硬质合金常用于制作刀片、铣刀和钻头等刀具。

三、陶瓷刀具陶瓷刀具是一种以氧化锆或氮化硅等陶瓷材料制成的刀具。

由于陶瓷材料具有极高的硬度和耐磨性,陶瓷刀具具有出色的切削性能和耐高温性能。

陶瓷刀具广泛应用于高温合金、玻璃、陶瓷等硬脆材料的加工。

四、金刚石刀具金刚石刀具是以金刚石颗粒为刀具表面的切削工具。

金刚石是目前已知最硬的材料,具有极高的硬度和耐磨性,适用于切削硬度较高的材料,如石英、玻璃、陶瓷、大理石等。

金刚石刀具主要用于宝石加工、石材加工和高速切削等领域。

五、涂层刀具涂层刀具是将一层或多层特殊涂层覆盖在刀具表面的刀具。

涂层可以提高刀具的硬度、耐磨性和热稳定性,从而延长刀具的使用寿命。

常见的涂层材料有氮化钛、氮化铝、碳化钛等。

涂层刀具广泛应用于汽车制造、航空航天和模具加工等领域。

六、多晶立方氮化硼刀具多晶立方氮化硼刀具是一种由多晶立方氮化硼制成的刀具材料。

该材料具有极高的硬度和耐磨性,能够在高温和高速切削条件下保持良好的切削性能。

多晶立方氮化硼刀具广泛应用于高硬度材料的切削加工,如硬质合金、陶瓷等。

七、超硬合金刀具超硬合金刀具是一种由金属碳化物或金属氮化物固溶体制成的刀具材料。

超硬合金刀具具有极高的硬度和耐磨性,适用于加工高硬度材料,如钢、铁、铝等。

超硬合金刀具广泛应用于机械加工、汽车制造和航空航天等领域。

以上就是刀具材料的主要种类。

不同的刀具材料适用于不同的加工材料和加工条件,选择合适的刀具材料能够提高切削效率和加工质量,降低生产成本。

高温合金切削参数

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。

美国肯纳刀具刀片材质表

美国肯纳刀具刀片材质表

肯纳刀片材质表:(自己收集,如有错误,请见谅)KC5510材质结构:晶粒细化的硬质合金,配以先进的PVD TiAlN涂层。

应用:KC5510是专门为高效率加工高温合金而设计的刀片材质。

超级晶粒细化的硬质合金包含6%的基结构。

具有极强的韧性。

先进的PVD涂层使刀片具有极强的抗变形能力,所以可比其它PVD涂层刀具提高两倍以上的切削速度进行加工。

KC5525材质结构:晶粒细化的高钴硬质合金,配以先进的PVD TiAlN涂层。

应用:和KC5510一样具有先进的PVD涂层,同时拥有极晶细化的硬质合金10%钴基,高含量的钴为刀片在断续切削时提供了更高的刃口安全性。

而且在高切削速度情况下保持抗变形能力,得益于同样细化的WC颗粒,可用于高温合金的中等到重型断续切削。

KU10T材质结构:极具抗变形能力的硬质合金基体。

配有先进的PVD涂层。

应用:KU10T是理想的用于半精加工的通用刀片材质。

在加工状况稳定的情况下加工大多数钢、不锈钢、铸铁、非铁金属和高合金钢时表现优良。

KU10T同样在加工淬硬钢和短屑材料时表现优良。

KU25T材质结构:具有高韧性的和高耐磨性的硬质合金基体,并配以先进的PVD涂层。

应用:KU25T是大多数工件材料理想的精加工到通用加工刀片材料。

比切断加工。

在加工状况稳定的情况下,可加工大多数钢、不锈钢、铸铁、非铁金属和高合金钢。

KU25T可以有效地加工淬硬钢和短屑工件材料。

KC8050材质结构:新研平的带有厚氧化铝涂层的富钴硬质合金刀片材质。

应用:对于大范围的工件材料(钢、不锈钢、铸铁)从粗加工到精加工都有良好的加工表现。

适应性强。

极具有耐磨性能和防止细微崩碎,使工件表面加工质量优良。

在加工钢和铸铁时,则推存使用的是具有正前角的-MP和-FP槽型。

KC9040材质结构:富钴基体的硬质合金,配以氧化铝涂层的刀片材质。

应用:适用于对刃口安全性有要求时,所有类型的钢、不锈钢和大多数工件材料的重型加工粗加工。

氮化硼刀片切削参数,氮化硼刀片吃刀量

氮化硼刀片切削参数,氮化硼刀片吃刀量

氮化硼刀片切削参数,氮化硼刀片吃刀量氮化硼刀具与金刚石刀具同称为超硬刀具,其性质与金刚石类似,可用于高速精密切削多种材料。

氮化硼刀具的发展,大幅度地提高了劳动生产率,改善了产品质量,降低了生产成本,现如今在市场上已占有很大的份额。

今天为大家说一下氮化硼刀片切削参数,氮化硼刀片吃刀量,一起来看看吧。

氮化硼是什么?氮化硼是由氮原子和硼原子所构成的晶体。

化学组成为43.6%的硼和56.4%的氮,具有四种不同的变体:六方氮化硼(HBN)、菱方氮化硼(RBN)、立方氮化硼(CBN)和纤锌矿氮化硼(WBN)。

通常氮化硼刀片是指立方氮化硼刀片。

什么是立方氮化硼刀片?立方氮化硼(CBN)刀片是利用人工方法在高温高压条件下用立方氮化硼微粉和少量的结合剂合成的,其硬度仅次于金刚石而远远高于其它材料,因此它与金刚石刀具统称为超硬刀具。

立方氮化硼刀具的特点立方氮化硼(CBN)刀具包括立方氮化硼成型刀具和立方氮化硼刀片两类。

立方氮化硼成型刀具是把立方氮化硼复合层直接焊接到成型刀具上,它具有如下特点:(1)高强度和耐磨性。

CBN微观硬度大约为8000~9000HRC,仅次于金刚石9000~10000HRC。

此外,CBN刀具的耐磨性比硬度合金、陶瓷和金刚石刀具都高得多,可用于加工强硬的铸铁以及强度大、硬度高及热敏性高的钢件或其他合金材料。

(2)热稳定性好。

CBN耐热性可达1400~1500℃,在1200℃下可保持硬度不变,比金刚石几乎高出1倍。

CBN刀具具有抵抗周期性高温作用的能力,当用来高速加工高温合金时,CBN刀具的切削速度可以为硬质合金的4~6倍。

(3)良好的导热性。

CBN的导热性大大高于高速钢、陶瓷和硬质合金,且CBN刀具的导热系数随温度的提高而增大。

(4)化学稳定性极强。

CBN化学惰性大,在中性和还原性介质中对酸碱都是稳定的。

在2000℃高温情况下才与碳元素起反应,因此非常适合用于加工黑色金属。

立方氮化硼刀具的应用磨辊是磨煤机磨辊总成的重要耐磨件,其材料为BTMCr20,含有Cr、Ni、Mn及Cu等成分。

适用于车削高温合金的刀片

适用于车削高温合金的刀片
面是 变 化 的 ,影 响加 工 的 主要 是 硬 度 ,硬 度 变 化 范
围 为 3 ~ 0 R 。 高 温 合 金 车 削 的加 工 策 略 还 必 须 0 5H C 满 足 以 下 一 些 要 求 :组 成 形 式 、加 工 的 不 同 阶 段
工 性 很 差 ,因此 对 机 床 的要 求 很 高 。典 型 高 温 合 金 材 料 的实 际切 削 力 ( 直 接 衡 量 切 削 材 料 难 以 加 工 是
Pr du t & Te n 。 y o cs ch 0Ig
产 与
适 用于 车削 高温合 金 的刀片
I e t de l pm e t f r i pr v n ur ng f h a e it t up r a l ys ns r w ̄o n s o m o i g t ni o e t r ssan s e l o
高温 合金 ( R A)在 高温 下 有很 高 的强 度 , H S
这 种 性 能 使 其 作 为 零 件 材 料 颇 具 优 势 ,但 是 由 于其
机 械 负 荷 高 ,切 削 时刀 刃上 存 在 大 量 切 削 热 ,可加
等 .这 些 都 会 影 响刀 具 和 加 工 方 法 的选 择 。工 件 表
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产 品 与技 术 Pd t& e n0 rus Tc 0g oc h 1y
以选 择 能 实 现 更 高 生 产 效 率 的刀 片材 质 。
ห้องสมุดไป่ตู้
形 需 要 搭 配 使 用 。切 削刃 必 须 具 有 较 高 的 硬 度 、适
圆 形 刀 片 具 有 最 强 壮 的 切 削 刃 ,通 过 改 变 切 当 的韧 性 和 充 分 的涂 层 粘 合 性 。加 工 这 种 材 料 的 呵 深 ,主偏 角 是 变 化 的 ,当 然 ,切 深 要 合 理 ,最 大 深 转 位 刀 片 要 具 有 以 下 特 性 :正 前 角 刀 片 槽 形 、锋 利 度 达 刀 片 直 径 的 四 分 之 一 。 为 达 到 更 大 切 削 深 度 . 但 强 壮 的 切 削 刃 , 以及 相 对 开 放 的断 屑 槽 。
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切削加工高温合金的刀具材料高温合金具有优良的高温强度、热稳定性及抗热疲劳性能,因此它广泛应用于航空航天、船舶、核工业、电站等行业,例如现代燃汽涡轮发动机的燃烧室、涡轮导向叶片与工作叶片、涡轮盘及涡轮转子结构件、航空发动机盘件、环形件等高温转动部件等等。

高温合金是最难加工的材料之一,如果45# 钢的加工性为100% ,则高温合金的相对加工性仅为5% ~20% ,其切削加工的特点有:①切削力大,是普通钢材的 2 ~ 4 倍。

高温合金含有许多高熔点金属元素,构成组织结构致密的奥氏体固溶体,合金的塑性好,原子结构十分稳定,需要很大能量才能使原子脱离平衡位置,因而变形抗力大。

②切削温度高,最高可达1000 ℃左右。

高温合金导热系数小,仅为45# 钢的1/4 ~1/3 ,刀具与工件间摩擦强烈而导热性差,故切削温度高。

③加工硬化严重,表面硬度比基体硬度高50% ~100% 。

④塑性变形大,在室温下的延伸率可达30% ~50% 。

⑤刀具易磨损,常见的有扩散磨损、边界磨损、刀尖塑性变形、月牙洼磨损及积屑瘤。

由于这些特点,切削高温合金的刀具材料应具有高的强度、高的红硬性、良好的耐磨性和韧性、高的导热性和抗粘接能力等。

高速钢刀具材料是较早用于加工高温合金的刀具材料,现在由于加工效率等原因正被像硬质合金这样的刀具材料所替代。

但在一些成形刀具以及工艺系统刚性差的条件下,采用高速钢刀具材料加工高温合金仍是很好的选择。

另一方面,加工效率是一种综合的评判,高速钢刀具切削速度低,在某些特定条件下其损失的效率可以通过采用大的切削深度来弥补,因为高速钢刀具材料有更高的强度和韧性,且刃口可以更锋利,产生的切削热更低,加工硬化现象更轻。

用于加工高温合金的高速钢,常有钴高速钢、含钴超硬高速钢和粉末冶金高速钢等高性能高速钢。

在高速钢中加入适量的钴后,由于钴可促进奥氏体中碳化物的溶解作用,可以提高高速钢的热稳定性和二次硬度,高温硬度得到提高;同时钴还可促进高速钢回火时从马氏体中析出钨或钼的碳化物,增加弥散硬化效果,因而能提高高速钢的回火硬度,从而提高高速钢的耐磨性。

在高速钢中增加钴量可改善其导热性,特别是在高温时更为明显,这有利于切削性能的提高,在相同条件下,刀刃温度可减小30 ~75 ℃。

同时钢中加入钴后,可降低刀具与工件间的摩擦系数,并改善其加工性。

如车削高温合金GH132 ,采用W2Mo9Cr4VCo8(M42) ,工件D=33mm ,n=180r/min ,ap=2mm ,f=0.15mm/r ,油冷,切削长度300mm ,后刀面磨损0.2 ~0.3 。

粉末冶金高速钢是用细小而均匀的高速钢结晶粉末,在高温(1100 ℃) 、高压(100Mpa) 下直接压制成的刀具。

这种工艺完全避免了碳化物的偏析,在相同硬度条件下强度比熔炼钢提高20% ~80% ,硬度则随着密度加大而提高,组织均匀,高温硬度比熔炼钢高0.5 ~ 1.0HRC ,因此有较好的切削性能。

如在其中加入适当的碳化物( 如TiC 、TiCN 、NaC 等) ,可增加耐磨性、耐热性,这更有利于高温合金的切削加工,如在加工航空发动机镍基合金GH37 叶片上的孔时,粉末冶金高速钢FT15(FW12Cr4V5Co5) 钻头可钻9 孔,而M42 只能钻 1 ~ 3 孔。

在镍基合金的火箭发动机零件上铣削螺纹,用9/2 "的硬质合金螺纹铣刀能够加工 5 件,用粉末治金高速钢CPM76( 美) 螺纹铣刀则可以加工33 件。

硬质合金刀具材料也已广泛应用于高温合金的加工。

由于加工高温合金切削力大,切削温度高并集中在刀刃附近,容易产生崩刃和塑性变形现象,因而通常采用韧性和导热性较好的K 类和高温性能好的S 类合金。

碳化物晶粒的平均尺寸在0.5μm 以下的WC-Co 类硬质合金( 超细颗粒硬质合金) ,其硬度可达HRA90 ~93 ,抗弯强度为2000 ~3500Mpa ,由于其硬质相和钴高度分散,增加了粘结面积,提高了粘结强度,在高温合金的加工中表现出优异的切削性能。

如用含WC89.5% 、Co10% 、Cr3C2 0.5% 、晶粒尺寸小于0.2μm 、密度14.5 、抗压强度为3700Mpa 的超细晶粒合金(HRA91.5 ,sbb=2800Mpa) 可以将镍基合金GH141 方棒(152mm × 152mm × 7100mm) 车成圆棒,在Vc=42m/min ,f=0 ~3.5mm/r 条件下,一次走刀车完全长。

PVD 涂层硬质合金已被证明可有效加工高温合金。

经过PVD 涂层工艺,能在刀具表面涂覆一层很薄的TiAlN 层,所以特别适用于对锋利切削刃的涂覆,这一点对高温合金加工尤为重要。

PVD 涂层刀片涂层温度低,保持了基体的高强度,而且能给刀具切削刃表面提供一个可防止高温合金切削中最容易产生裂纹的压应力,而没有减少刀具韧性,所以它能提供一个密度高、金相组织均匀的涂覆表面,极好地延长了刀具寿命。

如伊斯卡CNMG120408-TFIC908 是一种细颗粒基体TiAlN PVD 涂层刀片,用于加工GH4169 ,Vc=50m/min ,f=0.2mm/r ,ap=2mm ,寿命为40min 。

近来,“新型富铝涂层”也已应用于高温合金的加工,这种AlTiN 涂层,“ Al ”分子的含量增加到65% ~80%molAlN ,涂层有更高的致密度和高温硬度。

“ Al ”分子在AlTiN 涂层中最为活泼,切削时,它与空气中的氧结合在刀具表面形成一层氧化铝保护膜,其结果是在不牺牲韧性的前提下,极好地提高了涂层的红硬性。

如伊斯卡的IC903 为含钴量12% 的超细颗粒合金,PVD TiAlN 涂层,用于中高速加工镍基合金,而新型的富铝涂层合金Al-IC903 的寿命是IC903 的1 ~2 倍。

目前,用于加工高温合金的涂层合金已发展为由几层组合而成,实践已证明了这种组合比其他任何一种单一涂层在很宽范围的运用时更有效,因此,针对高温合金应用PVD 复合涂层或许能成为加工高温合金的硬质合金新涂层材料的亮点。

陶瓷刀具材料具有硬度高、耐磨性能好、耐热性和化学稳定性优良、不易与金属产生粘结的特点,已成为高速切削高温合金的主要刀具材料之一。

氧化铝(Al2O3) 基陶瓷( 如Al2O3)+TiC) 在1200 ℃时也能保持HRA80 的硬度进行切削,所以可以用比硬质合金高4 ~5 倍的切削速度加工高温合金,如加工因康镍718 ,Vc=200m/min ,f=0.2mm/r 。

氮化硅(Si3N4) 基陶瓷有较高的强度和韧性( 抗弯强度为900 ~1500Mpa) 、较高的耐热性能( 可达1300 ~1400 ℃以上) 、优良的耐热冲击能力( 是Al2O3 的 2 ~ 3 倍) 和高的导热系数,车削镍基合金时,切削速度可达300m/min 以上。

如加工因康镍901 硬质合金Vc=310m/min ,f=0.16mm/r ,寿命4min ,而硬质合金刀具的寿命非常短,Al2O3) 陶瓷刀具的寿命也约为2min 。

如加工因康镍D400mm 工件的外圆,用K 类硬质合金Vc=19m/min ,ap=3.4mm ,f=0.23mm/r, 每刃可加工0.33 件,用氧化硅基陶瓷Vc=172m/min ,ap=10.2mm f=0.18mm/r ,每刃可加工1 件,效率为硬质合金的21 倍。

立方氮化硼CBN 有高的硬度和耐磨性,其显微硬度为8000 ~9000HV ,有很高的热稳定性( 可达1400~1500 ℃) ,有抵抗周期性高温作用的能力。

CBN 还有优良的化学稳定性、较好的导热性( 是硬质合金的20 倍) 和较低的摩擦系数( 系数值为0.1 ~0.3 ,硬质合金的摩擦系数为0.4 ~0.6) ,低的摩擦系数和优良的抗粘能力使CBN 刀具切削时不易形成滞流和积屑瘤,故适于高速切削高温合金,如加工因康镍718 ,最佳切削速度为100 ~120m/min 。

PCBN 是在高温高压下将微细的CBN 材料通过结合合金元素(TiC 、TiN 、Al 、Ti 等) 烧结在一起的多晶材料,含85% ~95% 的CBN 、粒度为2 ~3μm 的PCBN 刀具也可以用来高速切削镍基高温合金,切削速度一般为120 ~240m/min ,进给量0.05 ~0.15mm/r ,切削深度0.1 ~3.0mm 。

金刚石有极高的硬度和耐磨性、很低的摩擦系数、很高的导热性能,并且切削刃非常锋利。

因金刚石( 碳) 在钛中的溶解度比在铁中小得多,故其扩散磨损很小,可以用于加工钛合金类高温合金,如用天然金刚石刀具在乳化液冷却的条件下加工TC4 钛合金,切削速度可达200m/min(K 类硬质合金切速20 ~50m/min) ,而且切30min 后金刚石刀具几乎没有磨损,若不用切削液,允许的切削速度也有100m/min 。

高温合金优良的性能把问题和费用显现在刀具上,这些难加工材料的切削,与切削普通钢件相比,需要消耗更多的能量,在切削区产生很高的切削温度,因此需要使用能降低切削温度和耐高温的刀具。

要实现高温合金的高效切削,刀具材料的正确选择是第一个重要问题,不同的刀具材料有不同的适用情况,如钛合金的铣削,K 类和S 类硬质合金刀具可以是一种正确选择,较好的耐磨性的硬质合金刀具能在合理加工成本下实现较高的切削效率,但这一合理加工成本是以刀具必须有“很高韧性”或抵抗冲击能力为前提的,而通常硬质合金的脆性远远大于高速钢,因此,在钛合金的加工中,有可能的是新一代的高速钢将是硬质合金的良好替代材料。

另一方面,正如前所述,切削钛合金的复杂、多刃刀具选用高钴高速钢、粉末冶金高速钢等,同样可以高效切削钛合金,尤其在较小刚性的机床上加工钛合金,高韧性的高速钢刀具可以通过大切深而不是提高切削速度来实现高效切削加工。

高速切削高温合金实际上是一种高温切削加工,硬质合金在高温下( 例如1000 ℃) 与因康镍718 等高温合金一样硬度会显著下降,刀具在很短的时间内失效,而在此温度下CBN 仍保持常温的硬度和强度,从而可较容易地加工已经变软的工件。

陶瓷刀具也有同样的表现。

但这些刀具的应用有一个前提:机床- 工件- 刀具工艺系统要有足够的动力和刚性,而且工件以及机床要能承受高的切削热和大的切削力带来诸如变形的影响。

当然,刀具材料只有和合理的几何参数,好的刀具结构,合理的使用方法等因素完美结合才能充分发挥出其应有的性能。

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