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機(jī)械社區(qū)

標(biāo)題: 如何加工鎳基合金,，提高其在航空零件加工中的應(yīng)用 [打印本頁]

作者: wx_W9uwLqUI 時間: 2019-5-7 09:10
標(biāo)題: 如何加工鎳基合金，提高其在航空零件加工中的應(yīng)用
航空發(fā)動機(jī)零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜,，而高溫合金等難加工材料加工難度更大,。對工件來說，復(fù)雜型面數(shù)控程序優(yōu)化難,，高溫合金材料容易造成加工變形和讓刀,，使加工精度不符合要求，對刀具來說,，加工鎳基高溫合金零件,，容易造成刀具快速磨損，刀具消耗大,。在發(fā)動機(jī)的難加工材料中,，鎳基高溫合金有著舉足輕重的作用，如發(fā)動機(jī)的壓氣機(jī)盤,、渦輪盤,、承力環(huán)、機(jī)匣、緊固件,、葉片等在高溫下長期工作的發(fā)動機(jī)零件,，都可以見到鎳基高溫合金的身影。由于鎳基高溫合金高硬度,、強(qiáng)度和塑性的性能,，致使它的可切削性較差。在鎳基高溫合金里鑄造的材料比鍛造的切削性差,，單晶,、粉末冶金高溫合金的切削性更差。鎳基高溫合金的其他難加工特性表現(xiàn)為：切削力一般為鋼件的1.5~2倍,，切削溫度約為鋼的2倍,；材料導(dǎo)熱系數(shù)低，導(dǎo)熱性很差,，切削熱集中在刀尖,，不易散出。切削產(chǎn)生的高溫能使刀具發(fā)生嚴(yán)重的擴(kuò)散磨損,、氧化磨損和粘結(jié)磨損,；加工后零件表面硬化現(xiàn)象十分嚴(yán)重，加工硬化表面的硬度約為正常表面的2倍以上,；切屑硬度高,，韌性好，不易折斷,，造成切削過程中斷屑困難,，切屑不好處理；材料中金屬化合物和硬質(zhì)點(diǎn)較多,，刀具很容易崩刃,，不容易保證尺寸和精度要求。

盤軸,、機(jī)匣和葉片是發(fā)動機(jī)上的關(guān)鍵零件,，在高溫工作區(qū)的部分都是采用鎳基高溫合金作為材料的。這些零件對配合表面尺寸,、表面完整性和位置精度等技術(shù)指標(biāo)要求都很高,，而且這幾種零件都屬于典型的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、薄壁,、易變形的難加工零件,。盤軸類零件涉及到較多的車削工藝，機(jī)匣類,、葉片類的零件涉及到較多的銑削工藝。盤件壁厚較小且不均勻,，尺寸精度要求較高,，外型面較復(fù)雜,，不能沿圓周連續(xù)切削，在加工過程中零件變形明顯,，需要多次進(jìn)行修整,。

例如某盤件的外徑尺寸精度IT6~IT7，焊縫表面的配合精度高達(dá)IT4~IT5,。垂直度為0.01~0.03mm,，表面粗糙度Ra0.8μm。機(jī)匣零件剛性差且形狀復(fù)雜,，加工過程零件及易變形,。零件的尺寸精度、表面粗糙度,，位置精度要求都很嚴(yán)格,。如某機(jī)匣零件表面粗糙度為1.6μm，薄壁端厚2.5mm,，定位孔的尺寸公差0.015,。某機(jī)匣毛坯加工余量大，單邊余量為20~30mm,，大部分余量要通過銑削去除,，刀具消耗量大。葉片零件外形結(jié)構(gòu)復(fù)雜不規(guī)則,、尺寸較多,、加工時間長，加工基準(zhǔn)需要反復(fù)地切換,。某機(jī)葉片最薄處為0.18mm,，零件的表面粗糙度為0.4μm。在加工過程中系統(tǒng)振顫大,，讓刀現(xiàn)象嚴(yán)重,，零件的表面完整性差
。

1 刀具材料的選取

在航空用鎳基高溫合金的加工中,，零件的尺寸精度和表面效果很大程度上取決于刀具的材料,。根據(jù)鎳基高溫合金的特性，加工的刀具材料一般應(yīng)滿足以下要求,。

· 穩(wěn)定性好,、抗氧化、耐高溫,、抗沖擊能力強(qiáng),。
· 硬度和耐磨性好。刀具材料硬度必須比零件材料的硬度高，一般都在HRC60以上,。
· 有足夠的抗彎強(qiáng)度和抗沖擊韌性,。
· 耐熱性好, 在高溫下保持一定的強(qiáng)度和韌性以及抗黏結(jié)、擴(kuò)散的性能,。
· 有良好的熱處理性能,、可磨削性能、鍛造性能及高溫塑性變形性能,。

（1）硬質(zhì)合金（Carbide）,。

硬質(zhì)合金由難溶的金屬碳化物和起粘結(jié)作用的金屬燒結(jié)而成，具有高的強(qiáng)度和硬度,。硬度達(dá)HRC69~81,，整硬性在900~1000℃下可保持HRC60。細(xì)顆粒,、超細(xì)顆粒硬質(zhì)合金材料的開發(fā)使硬質(zhì)合金刀具的強(qiáng)度和韌性顯著提高,。圖1為硬質(zhì)合金硬質(zhì)合金刀片車削加工實(shí)例。使用加壓燒結(jié)的涂層硬質(zhì)合金刀片,，具有良好的抗朔性變形能力和韌性表層的梯度硬質(zhì)合金,，從而提高了涂層硬質(zhì)合金刀片的切削性能和應(yīng)用范圍，使硬質(zhì)合金刀具進(jìn)入高速切削時代,。硬質(zhì)合金刀具雖然有以上優(yōu)點(diǎn),，但是由于其脆性大、抗彎強(qiáng)度低,、抗震能力差,，故多用于車加工、沖擊較小的半精加工和精加工,。
涂層硬質(zhì)合金刀具：涂層主要分為化學(xué)涂層（CVD）和物理涂層（PVD）,，現(xiàn)代國內(nèi)使用的刀具中有50%以上為涂層刀具，國外硬質(zhì)合金可轉(zhuǎn)位刀片的涂層比例已達(dá)70%以上,。涂層已成為提高刀具性能的關(guān)鍵技術(shù),，采用涂層技術(shù)可使切削刀具獲得非常優(yōu)良的綜合力學(xué)性能，大幅度地提高切削加工效率的同時還能提高刀具的使用壽命,。新型涂層適應(yīng)高速切削,、干切削、硬切削,，納米級超薄超多層涂層和新型涂層材料的開發(fā)大幅度提高了涂層的硬度和韌性,，新型涂層的應(yīng)用將成為改善刀具性能的主要途徑。
發(fā)展趨勢

以鎳基高溫合金為代表的高性能難加工材料的切削問題已經(jīng)成為制約航空發(fā)動機(jī)制造產(chǎn)業(yè)的瓶頸,，對此,，加快難加工材料關(guān)鍵切削技術(shù)的開發(fā)和方案的研究成為了解決問題的關(guān)鍵,。以發(fā)達(dá)國家高速切削、綠色切削等技術(shù)為代表的新型加工理念對解決難加工材料問題有很好的幫助和指導(dǎo)作用,。

1 高速切削

高速切削技術(shù)特征主要表現(xiàn)在如下幾個方面,。

（1）金屬切除率可以提高3~6倍，單位功率材料切除率可達(dá)130~160cm3/(min·kW),，生產(chǎn)效率大幅提高；
（2）切削力可降低15%~30%以上,，尤其是徑向切削力大幅降低,；
（3）高速加工時機(jī)床的激振頻率特別高，遠(yuǎn)離“ 機(jī)床- 刀具- 工件”工藝的固有頻率,，工作平穩(wěn),，工藝系統(tǒng)振動小,；
（4）95%~98%的切削熱被切屑帶走,，切削溫度增加緩慢，工件溫升低,，基本可以保持冷態(tài)加工,，工件表面熱損傷小，適用于加工易變形的零件,；
（5）由于加工振動小切屑變薄,，切削力和受力變形小，所以可以獲得良好的加工精度和表面質(zhì)量,，加工表面質(zhì)量可以提高1~2級,，可獲得相當(dāng)于磨削加工的表面粗糙度；
（6）允許進(jìn)給速度提高5~10倍,，切削速度提高15%~20%, 可降低成本10%~15%, 高速切削可降低制造成本20%~40%[2],。

高效切削并非只限于單純的提高切削速度和進(jìn)給速度，而是把提高切除率放在首位,，目的是在單位時間內(nèi)盡可能多地去除被加工材料,。實(shí)現(xiàn)高效加工的途徑主要有以下幾個方面。

（1）選擇高效的機(jī)床,。主要是指高的主軸轉(zhuǎn)速,、高的進(jìn)給系統(tǒng)、良好的剛性和抗震能力,。
（2）選擇高效的刀具,。良好的耐磨性、高強(qiáng)度和韌性的刀具材料,，優(yōu)良的刀具涂層技術(shù),，動平衡技術(shù),。
（3）合理安排工藝路線。合理地分配加工余量,，應(yīng)該是根據(jù)機(jī)床和刀具進(jìn)行工藝路線的安排,，來適應(yīng)高效加工。
（4）減少輔助時間,。通過減少輔助時間來實(shí)現(xiàn)高效加工,，利用復(fù)合刀具、夾具盡量減少輔助時間,，或者合并不必要的工序,。

作者: wx_W9uwLqUI 時間: 2019-5-7 13:38
加工鎳基合金需要好的刀具，好的刀具必須好的材料,。瑞士EXTRAMET硬質(zhì)合金,，高端刀具的首選材料。法國空客,、德國復(fù)雜材料研究所,，都選擇EXTRANMET作為合作伙伴，秉承瑞士加工的精工細(xì)作的精神,，成為高端硬質(zhì)合金的典型代表,。目前已經(jīng)設(shè)立中國辦事處，請聯(lián)系王先生18633135907（微信同號）,，QQ1916740254

作者: 國統(tǒng)區(qū) 時間: 2019-5-7 15:47
機(jī)床是進(jìn)口的刀具是進(jìn)口的你說咋提高

作者: 未來第一站 時間: 2019-5-7 16:13
學(xué)習(xí)了,。

作者: wx_W9uwLqUI 時間: 2019-5-7 17:26

國統(tǒng)區(qū) 發(fā)表于 2019-5-7 15:47# S6 p2 g2 S0 E
機(jī)床是進(jìn)口的刀具是進(jìn)口的你說咋提高

現(xiàn)在不是講工業(yè)4.0了嗎我們需要提高的還有很多的各個方面的都需要我們精益求精進(jìn)步是沒有止境的

作者: 飛天001 時間: 2019-5-7 22:40
我這有美國綠葉的陶瓷刀具，專門加工鎳基合金,、航空零件的,。品質(zhì)一流，提效降本,，有需要的,，歡迎聯(lián)系我180-1322-0658

作者: 國統(tǒng)區(qū) 時間: 2019-5-8 09:54
所以呀繼續(xù)進(jìn)口就可以啦

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