镍基高温合金的切削加工.pdf

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1、论坛FORUM镍基高温合金的切削加工CuttingofNickel-BasedHighTemperatureAlloy沈阳黎明航空发动机（集团）有限责任公司赵秀芬王玉华刘阳王兴林山东大学机械工程学院万熠航空发动机零件结构复杂，而高温合金等难加工材料加工难度更大。对工件来说，复杂型面数控程序优化难，高温合金材料容易造成加工变形和让刀，使加工精度不符合要求；对刀具来说，加工镍基高温合金零件，容易造成刀具快速磨损，刀具消耗大。刀具来说，加工镍基高温合金零件，一部分强化作用，此外还有一些碳化容易造成刀具快速磨损，刀具消耗物起强化相作用。GH4169未经时效大。时，基本上为单相

2、奥氏体，组织中强赵秀芬高级工程师，现主要从事航空发镍基高温合金材料的主要成分化相不多，此时一般仅能应用于受力动机难加材料的匹配刀具选择、高效为镍，以GH4169为例，其镍的含量不太大的高温薄壁零件，对于高温受加工、切削参数优化、刀具国产化等方为50%～55%，其余主要元素有Fe、力零件,如叶片、涡轮盘、涡轮轴等，面的研究。Cr、Nb等。它是以体心立方Ni3Nb则必须经过时效处理，淬火后得到饱（γ〃）和面心立方Ni3（Al,Ti,Nb）和的镍基奥氏体，经过时效后析出金（γ′）强化的镍铁基合金（通常称为属间化合物γ′和γ〃相以及碳化现在的涡扇发动机的材料中难镍基合金），从

3、低温到700℃以下具物强化相。它们呈弥散状分布于晶加工材料占绝大部分，其中高温合金有高的屈服强度、拉伸强度和持久强内（以γ′为多）和晶界处（以γ〃有65%，其相对加工性很低。同时，度。在650℃～760℃具有良好的塑为多），从而强化了晶界。这种局部航空航天发动机中叶片、机匣件等形性，一般认为GH4169的组织是由γ合金化能阻碍晶界滑动和迁移。这状复杂，表面完整性要求又高，使镍基体和NbC、γ′、γ〃、δ相组成。些强化相越多，合金强度、硬度越高，基高温合金零件的切削加工更为困NbC（Ti、Nb）（CN）等碳化物数量耐磨性越好。高温合金的抗拉强度难。很少，比较稳定。γ〃相

4、数量最多，要比一般合金钢高很多，尤其是其高航空发动机零件结构复杂，而高是合金的主要强化相。晶格常数为温强度和韧性，一般到750℃才开始温合金等难加工材料加工难度更大。a0=3.642A，c0=7.406A，呈圆盘状在有明显下降，但导热系数约是钢的对工件来说，复杂型面数控程序优化基体中弥散析出，强化作用是通过30%，加上大量金属间化合物γ′、难，高温合金材料容易造成加工变形γ〃的共格畸变而实现。γ′相数γ〃的作用，使高温合金的切削加和让刀，使加工精度不符合要求；对量次之，呈球状弥散析出，对合金起工出现切削力大、切削温度高、刀具46航空制造技术·2010年第11期Futu

5、reCuttingTool未来刀具磨损严重、加工硬化严重等问题，显得特别难加工。刀片镍基高温合金切削加工的主要问题表现在以下几个方面:（1）切削力较大，一般为加工钢材的1.5～2倍。（2）切削温度高，在相同条件下，导轨形状V形切削温度约为45钢的1.5～2倍。夹具（3）刀具磨损严重，机械磨损、T形导轨定位示意图粘结磨损、扩散磨损和氧化磨损均比工性又很差。精加工使用一般的刀的槽刀定位方式是V型弧面定位,较严重，使刀具寿命明显降低。片一直很难保证要求，跳动值一般在用侧刃加工会有微小窜动，尽管这些（4）加工硬化现象严重，已加工0.05mm，经常超差；而且加工效率又微小窜动仅

6、在若干微米区间，但如果表面硬化程度可达基体硬度的1.5低，刀片很容易磨损。不断重复，使切削刃处于不适当的位～2倍。为解决这个问题，我们经试验置，就会影响0.015mm精度的保证。（5）切屑硬而韧，不易折断，造比较选择了VNGP160408S05F。这我们查阅了资料，选择了某厂家成切削过程中切屑处理困难。个刀片采用了新技术，是专为镍基新型刀片。此刀片和刀杆配合是T在以上5个难加工特点中，对生高温合金的切削而设计的。刀片型导轨定位，这种T型导轨设计将刀产实际影响最大的是刀具磨损严重。采用更细的晶粒，表面有4μm的片准确固定在刀体上，并高度稳定以因此在生产现场，切削镍基高温

7、合金CVDTiCN-Al2O3-TiN的薄涂层。根保持切削刃位置，不会产生窜动。我的机床旁往往摆放许多的刀具，更换据产品样本介绍：此刀片特别适们用T型导轨定位的槽刀加工，有效刀具比更换零件的频率要高得多，是合镍基高温合金的精加工，其耐磨地解决了槽表面跳动值超差问题，保一种典型的“刀海”战术。解决镍基性好，适用于小切深。试验时我们证了0.015mm的跳动精度。合金的难加工问题对航空航天工业采用的参数：转速40r/min，进给量我公司加工一转包零件是直径有非常大的实际意义。本文通过车、0.18mm/r，切深0.1mm。但跳动值仍1米多的环形件，壁厚2mm