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圆刀片——高温合金圆刀片切削加工的特点

高温合金圆刀片切削加工特点 以45钢的加工性为*,则高温合金圆刀片的相对切削加工性仅为50%~20%,可以说高温合金是各种难切削材料中*难切削的材料。合金中的*化相越多,分散程度越大,热*性*越好,*越难切削。 根据各种高温合金的性能,对其切削由易到难的顺序如下。 变形高温合金:GH34、GH2035、GH2132、GH2135、GH1140、GH3030、GH4033、GH4037、GH4049、GH4033A。 铸造高温合金:Kll、K14、K401、K406、Kl0。 高温合金的切削过程有以下特点。 ①塑性变形较大。不同的高温合金其伸长率相差很大,但大多数都具有*定的塑性。其中有些合金的塑性很高,如GH1140,室温下的伸长率达45%。 ②切削力大。高温合金在室温下的*度稍高于中碳钢,但高温*度很高,在600~900℃时,仍接近于甚至*过中碳钢的室温*度。高温合金本身的硬度并不高,但合金中有大量的纯度高、组织致密的奥氏体固溶体存在,奥氏体组织具有晶格滑移系数大、塑性变形大的特点,切削时塑性变形区晶格歪扭严重,因而硬度大大提高,使切削力增加。高温合金中的原子间结合十分稳定,切削时欲使其原子脱离平衡位置所需的能量很大,因而变形抗力大大上升,而且冷硬现象严重,所以切削力很大,比切削*般钢材大2~3倍。 ③冷硬现象严重。在金属产生塑性变形的同时,存在着*化和软化的现象。由于高温 合金的软化温度高,软化速度低,所以硬化现象严重。切削高温合金时.已加工表面的硬度 比基体的硬度高50%~*。 ④切削温度高。高温合金在切削中产生较大的塑性变形,同时圆刀片与工件和切屑之间产生着*烈摩擦,使切削力增大,因此产生大量的切削热。又因高温合金的热导率很低,约为12. 5W/ (m.K),大部分的切削热集中在狭小的切削区域内,使切削温度升高,*高可达1000℃左右。例如,车削GH2132时的切削温度比车削45钢高300℃;用硬质合金75外圆刀片削G H1131,当y=15,ap=3mm,f=0.Imm/r,u= 60m/min时,切削温度*过900℃,而在同样的条件下,车削45钢切削温度只有640℃。 ⑤圆刀片易磨损。在高温合金中,含有许多金属碳化物、氮化物、硼化物及金属间化合物,特别是Y相构成的硬质点。同时高温合金的高温*度较高,加工硬化严重,所以在切削过程中,给圆刀片造成了*大的摩擦和磨料磨损。在高温高压下,由于圆刀片材料与被加工材料间亲和力及黏附力的作用,切屑与刀具间出现熔焊现象,有*部分圆刀片材料被切屑带走,造成黏结磨损。在较高的切削温度下,刀具中的某些元素(如钨、钴、钛、铌等)向工件和切屑扩散,使磨损加快。在高温条件下,周围介质中的碳、氧、氢、氮等非金属元素容易侵入切削界面,使刀具材料生成相间脆性相,加剧了圆刀片材料组织内应力集中,容易使刀具产生裂纹,甚至使刀具切削部分崩落而失去切削能力。在车削高温合金时,除了在前、后刀面发生磨损外,还有比较特殊的磨损形式,*是边界磨损和沟纹磨损。 ⑥精度不易保证。切削高温合金时,切削温度很高,会造成工件热变形,使尺寸和形状精度发生变化,不易保证

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