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1、2005年第39卷)849司太立合金堆焊件的车削加工刘光耀孙长荣东方汽轮机厂摘要:分析了堆焊司太立合金的切削加工性能,分别针对司太立合金堆焊件的粗、精车削加工提出高效加工方法,讨论了刀具选择、切削用量的选择等重点问题并进行了切削效果的对比。关键词:司太立合金,车削,硬质合金,陶瓷TurningofBuildupStelliteWorkpieceLiuGuangyaoSunChangrongAbstract:Themachiningperformanceofbuildupstelliteisanalyzed.Thehighefficiencymachi
2、ningmethodsarepresentedwhichareseparatelyusedtoroughturningandfinishturningoftheworkpiecesofthebuildupstellite.Themajorproblemsaboutselectingturningcuttersandcuttingparametersarediscussedandthemachiningresultsarealsocompared.Keywords:stellitealloy,turning,cementedcarbide,ceramic#组织
3、中有很多硬质点,如碳化钨的硬度为1司太立合金的加工性能HV2400,碳化铬为HV1300,与切削用硬质合金的硬司太立合金的化学成份包括Co60%、Cr28%~度相当,会使刀具产生较严重的磨料磨损;32%、W35%~55%、C09%~14%以及少量的∃合金组织中的W、Co、C等元素是刀具材料的Fe、Mn、Ni、Si等元素。司太立合金具有抗氧化、抗常用元素,切削过程中的扩散磨损将对刀具寿命产磨损、耐酸蚀、耐高温等优良特性,是汽轮机行业常生较大影响;用的硬质合金材料。汽轮机行业经常在高温耐磨零%堆焊司太立合金时组织将产生收缩,造成表部件中采用堆焊司太立合金,
4、其典型堆焊结构见图1。面不平整、组织间有微气孔及夹杂等缺陷,切削时冲击振动大、刀刃易崩裂;&堆焊与基体过渡组织复杂,切削力变化很大,从硬表面切削到基体软表面时容易∋轧刀(。图1几种典型司太立合金堆焊结构(a)司太立合金的气孔(b)司太立合金正常组织图2司太立合金的晶相结构由于司太立合金红硬性好(但导热性较差),其硬度高达HRC50(HB470),而基体材料仅HB180以司太立合金堆焊件的上述特性导致其可切削加下(用HRC已无法测量),因此堆焊件的两种材料切工性很差(若以正火状态45钢的切削加工性指数为削性能差异非常大,表现出以下特点:W、Cr、Si等1,则
5、司太立合金堆焊件的切削加工性指数仅为属高熔点成份,高温强度好,切削热量大,加工时刀04)。以加工高压进汽管为例,粗车约230mm的具受到很高的切削温度影响,刀尖易产生塑性变形;外圆堆焊面要消耗4片硬质合金可转位车刀片,耗在切削过程中,刀具与切屑的接触区温度高时11个小时;而用同样的刀片加工45钢,一个刀尖(一般为800!以上),而与空气接触的刀刃温度低,至少可加工3件相应规格的工件。因此,在切削力的作用下,刀刃过渡区易产生热裂和2司太立合金的高效粗车沟痕∀∀∀即发生边界磨损;21刀具的选择收稿日期:2004年11月(1)刀具材料50工具技术高速加工司太
6、立合金时,切削温度达到700~半径,可提高刀尖强度,因此圆刀片的几何强度最1000!。因此,所选刀具应具有很高的红硬性、强高,用C形刀片100∗刀尖和正方形刀片90∗刀尖也能度、韧性及高温化学稳定性。硬质合金刀具的红硬获得较高的强度。选用标准中的加厚型刀片,同样性在800!以下,在600!时,其硬度仅为HRC50左可提高刀片刀尖强度。右,已很难满足司太立合金的切削加工要求。试验表明,用硬质合金车削司太立合金时,刀尖很快就产生热塑性变形和崩刃,刀具寿命仅几分钟。陶瓷刀具在红硬性(高于1000!)和高温化学稳定性方面优于硬质合金。陶瓷刀具材料按基体分图3刀尖角与强度的
7、关系为氧化铝基陶瓷和氮化硅基陶瓷,Al2O3及Si3N4具不过,在加工有直角台阶圆柱面的工件时,圆形有较高的化学稳定性,在1200!高温下仍能完成切刀片不能满足清根需要。而我厂司太立合金堆焊件削。但陶瓷刀具的抗拉强度和抗冲击韧性较差,常绝大多数无直角台阶面,而且工件结构刚性也较好,用陶瓷刀具材料的抗弯强度仅为硬质合金(抗弯强因此,可首选圆弧刀片。度一般在1200MPa以上)的70%以下。因此陶瓷刀(3)刀片切削角具一般用于高速小余量连续切削时最为理想,不宜可转位刀片的切削角可供选择的有主偏角、前加工断续表面。随着刀具材料技术的进步,新型高角、后角,另外刀刃倒棱也
