如何加工鎳基合金，提高其在航空零件加工中的應(yīng)用

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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。

# Z* F' Y' `3 j  H! Y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(shí)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
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1 刀具材料的選取
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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。

/ w+ p) ~3 `  g. t9 t" {1 `· 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。
2 r$ x, y9 M6 x8 a" [· 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。
( i4 I6 J9 F8 l/ r! {9 [8 ]· 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。
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# o" l+ [/ F9 o- p1 j9 n! n2 B（1）硬質(zhì)合金（Carbide）。
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; Q5 u/ O7 o' Y$ ?. V7 Y; P5 n. S0 z1 V5 K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(shí)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(shí)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。
+ q0 I+ i# b5 J1 i4 B7 ]發(fā)展趨勢
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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

" y& V+ g% _2 @/ W5 h  ^2 A8 N高速切削技術(shù)特征主要表現(xiàn)在如下幾個(gè)方面。

& T) }7 W$ g2 H6 N  r  g% K# f（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；
' c1 V+ d. M' c: N: `# A- T- m, }（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(shí)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�。�
（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；
9 N% u. X# G( u6 e8 H; N; X$ P6 v- X（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；
8 I' u# v+ k4 c3 R" e/ _3 C, h（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]。
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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(shí)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(gè)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(shí)間。通過減少輔助時(shí)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(shí)間，或者合并不必要的工序。
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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

國統(tǒng)區(qū)

機(jī)床是進(jìn)口的 刀具是進(jìn)口的  你說咋提高  

未來第一站

學(xué)習(xí)了。

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國統(tǒng)區(qū) 發(fā)表于 2019-5-7 15:47
+ z7 t' t6 _; U& c0 R* o9 Z8 ?4 g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(gè)方面的都需要我們精益求精 進(jìn)步是沒有止境的
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飛天001

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

國統(tǒng)區(qū)

所以呀  繼續(xù)進(jìn)口就可以啦