汽轮机轮槽铣刀材料应用

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1、2014年第48卷No．37l汽轮机轮槽铣刀材料的应用罗建平，王为民，曹仁汉江工具有限责任公司摘要：随着国内高性能高速钢材料冶炼技术的不断提高，本文介绍了用国产M42材料代替进口$500高性能高速钢在轮槽铣刀上的应用。关键词：转子轮槽；铣刀；刀具材料；红硬性中图分类号：TG580．61文献标志码：AApplicationonMaterialofMillingCutterforV—GrooveinSteamTurbineLuoJianping，WangWeimin，CaoRenAbstract：Thehigh—performancehigh—speedsteelsmelt

2、ingtechnologyinChinacontinuestoimprove．Theapplica-tionofhomemadeM-42materialinsteadofimported$500high—performancehigh—speedsteelintheV—groovemillingcutterisstudied．Keywords：rotorV—groove；millingcutter；toolmaterial；redhardness1引言夹杂物。表1铣刀材料成分汽轮机行业加工转子轮槽的铣刀是一种高精度的轮槽铣刀，齿形曲线复杂，尺寸精度高。由于转子轮槽材料为

3、高温合金，硬度达26—34HRC，铣刀每加工1．00mm时就需换刀修磨¨J，该类刀具修磨3—4次后便不能保持需要的精度，铣刀用量极大。该类铣刀材料多为进口高性能高速钢$500或粉末冶金高速钢，刀具成本较高。轮槽铣刀材料$500热处理后硬度高、耐磨性直径~b76mm的$500和M42材料，切片厚度好。国产材料近几年发展较快，M42高性能高速钢10ram，进行热处理试验，四次回火后硬度及红硬性已能按国外标准生产，中小规格质量已基本达到国检测如表2所示。外先进水平。该材料采取合理的工艺和措施，加上表2硬度及红硬性检测复合涂层，能达到相同的效果，可用于替代进口高性能高速钢，从而

4、降低了刀具制造成本，实现材料的国产化，同时满足汽轮机加工的性能要求。2试验材料及红硬性对比本试验采用直径~b76mm的$500和M42高性3试验刀具结构能高速钢棒材，进行材料成分分析和金相组织分析。铣刀材料成分(质量分数)如表1所示。转子轮槽的铣刀结构如图1所示，实物照片如金相检验对比如下：图2所示。轮槽铣刀加工转子轮槽的缺陷是，轮槽低倍组织：$500中心疏松0．5级；M42中心疏铣刀端头(危险截面)处易发生断裂，该部位较细，松0．5级。强度差。轮槽铣刀一般采用冷切下料，最细部位已碳化物分布状态：$500材料I／4D碳化物不均接近材料心部，较表面组织均匀性差，热处理时易

5、匀度5级，材料表面3—4级，最大颗粒度14p~m，无变形、开裂，冷加工磨削性能较差。且被加工件为非金属夹杂物；M42材料1／4D碳化物不均匀度5难加工材料，使用时易发生掉齿、断裂，磨损快，寿级，材料表面3—4级，最大颗粒度161．zm，无非金属命低。72工具技术件间的扩散和化学反应，从而减少了月牙洼磨损，降低刀具消耗费用20％一50％。由于涂层技术的快速发展，涂层刀具广泛应用，刀具寿命成倍增长。本试验涂层采用多层TiA1N涂层，该涂层具有低应图1转子轮槽的铣刀结构力平衡压缩应力的特点，提高了刃口强度。表4复合涂层的参数$500和M42材料的轮槽铣刀，经TiA1N复合涂层

6、后，在相同的切削条件下其切削长度均达到6m以上。因此，$500和M42材料作为刀具基体来讲，进行涂层后切削性能无明显区别。图2转子轮槽的铣刀5结语4M42替代s500材料应采取的措施M42和$500材料的轮槽铣刀复合涂层TiA1N(1)挤压成型锻造后，使用寿命相同。国产高性能高速钢M42材料采用挤压成型锻造，适当降低淬火温度，极大地减少了为使端头切削部分避开材料心部组织缺陷，采端头掉齿、断裂的现象；红硬性相差不大；国产M42用挤压成型锻造，改善切削刃部的碳化物分布形态，相对于$500材料，成本降低30％以上，可替代进口从而减轻端头崩刃、断裂的风险。锻造后轮槽铣刀材料$5

7、00在轮槽铣刀上应用。毛坯外形轮廓如图3所示。心部组织分析如表3所示。经检测，采用挤压成型锻造后，轮槽铣刀刃部及参考文献危险截面处碳化物不均匀度得到明显改善。[1]杜佩芳，杜伟．波形刃轮槽半精铣刀[J]．机械工程师，2009(7)：140．0一＼／r＼．[2]于东海，王成勇，张风林．刀具涂层材料研究进展[J]．_【l4／、、工具技术，2007(6)：25—32．第一作者：罗建平，工程师，汉江工具有限责任公司，723002陕西省汉中市图3锻造后轮槽铣刀毛坯外形轮廓FirstAuthor：LuoJianping，Engineer，Hanjia