高温合金又称耐热合金或热强合金,是指以铁、镍、钴等为基,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。
高温合金具有较好的高温强度、抗氧化性能、抗腐蚀性能、抗疲劳性能和抗断裂韧性等综合性能,在航空发动机、冶金矿山、石油化工等得到了广泛应用。
高温合金材料
一、高温合金的切削加工难点
高温合金可以说是各种难切削材料中最难切削的材料之一,合金中的强化相越多,分散程度越大,热强性就越好,就越难切削。加工难点主要表现为:
1、塑性变形较大。不同的高温合金其伸长率相差很大,但大多数都具有一定的塑形,其中有些合金的塑形很高,室温下的伸长率可达45%。
2、切削力大。高温合金中含有大量的纯度高、组织致密的奥氏体固溶体存在,切削时硬度大大提高,且冷硬现象严重,所以切削力很大,比切削一般钢材大2~3倍。
3、冷硬现象严重。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50~100%。
4、切削温度高。高温合金在切削中产生较大的塑性变形,同时刀具与工件和切屑之间产生着强烈摩擦,产生大量的切削热;并且高温合金的热导率很低,导致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,最高可达1000℃左右。
5、刀具易磨损。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,在切削过程中,给刀具造成了巨大的摩擦和磨料磨损。
6、精度不易保证。切削高温合金时,切削温度高,会造成工件热变形,使尺寸和形状精度发生变化,不易保证。
高温合金工件切削加工
二、加工高温合金的刀具材料选择
切削加工高温合金,应选用硬度高、耐磨性好,又有足够强度和韧性的刀具材料,一般可用的刀具材料类型有硬质合金、陶瓷和CBN立方氮化硼,目前使用最多的是CBN立方氮化硼刀具。
1、硬质合金刀具。切削高温合金的硬质合金刀具应选用钨钴类和含有难熔金属化合物的硬质合金,不宜选用钨钴钛类硬质合金,最好选用细颗粒或超细颗粒的硬质合金。
2、陶瓷刀具。陶瓷刀具的抗粘结性能和耐热性及硬度高于硬质合金刀具,但是加工工件的表面质量相对硬质合金要差,因此较为适合进行高温合金材料的粗加工。
3、CBN立方氮化硼刀具。CBN立方氮化硼刀具非常适合对高温合金进行精加工,能选用较高的切削速度,加工精度高,刀具使用寿命也较高。
三、CBN刀具在高温合金工件加工中的应用
博特CBN刀具加工高温合金工件案例
使用博特CBN立方氮化硼刀具加工高温合金工件时,因为可采用较高的切削速度,因此不仅提高了生产效率、减少了刀具磨损,同时也提高了零件表面质量。