隨著全球工業(yè)化的蓬勃發(fā)展,許多領(lǐng)域?qū)χ匾a(chǎn)品構(gòu)件的綜合性能提出了更高的標(biāo)準(zhǔn)和要求。在航空航天領(lǐng)域,先進(jìn)的發(fā)動(dòng)機(jī)必須滿足飛行器速度快、升限大和航程遠(yuǎn)的要求,因此,航空發(fā)動(dòng)機(jī)所需的零部件都要滿足可有效承受熱載荷、熱腐蝕和復(fù)雜應(yīng)力的要求。高溫合金憑借其穩(wěn)定的高溫強(qiáng)度、優(yōu)良的熱穩(wěn)定性和熱疲勞性能,成為制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)的主要材料之一。
GH141是沉淀硬化型鎳基變形高溫合金,在650~950℃范圍內(nèi),具有高的拉伸和持久蠕變強(qiáng)度和良好的抗氧化性能。由于合金中鋁、鈦、鉬含量較高,鑄錠開坯比較困難,但變形后的材料具有較好的塑性,在退火狀態(tài)下可以冷成形,也可進(jìn)行焊接,焊接部件熱處理時(shí)易產(chǎn)生應(yīng)變時(shí)效裂紋。合金的品種有薄板、帶、絲、盤件、環(huán)形件、鍛件、棒材、和精密鑄件等,適合于制造在870℃以下要求有高強(qiáng)度和980℃以下要求抗氧化的航空、航天發(fā)動(dòng)機(jī)高溫零部件。
高溫合金材料具有較多的硬質(zhì)結(jié)合物和穩(wěn)定的微觀結(jié)構(gòu),在切削加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生特別強(qiáng)的抵抗變形的力,而且在相同的條件下,高溫合金與普通碳鋼相比,摩擦系數(shù)較大,切屑時(shí)刀具與工件的接觸面會(huì)產(chǎn)生較大的摩擦力。在切削溫度過(guò)高、切削力大和刀具磨損嚴(yán)重等問(wèn)題,故需要高品質(zhì)道具支撐。其次高溫合金具有較高的屈服強(qiáng)度,在切削加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生較大的塑性變形,進(jìn)而產(chǎn)生大量的切削熱,而且高溫合金的導(dǎo)熱系數(shù)僅為普通鋼的1/3,小于大多數(shù)合金材料的導(dǎo)熱系數(shù),因此產(chǎn)生的熱量無(wú)法及時(shí)散出,產(chǎn)生很高的切削溫度。此外,刀具與產(chǎn)生的切屑接觸面積小,切削時(shí)產(chǎn)生的熱量容易積聚在切削刃附近,導(dǎo)致刀具溫度急劇升高,加快刀具的損耗。 本次加工,拓航選用了寶雞機(jī)床HK80B簡(jiǎn)式數(shù)控車床進(jìn)行加工,該車床屬于中大型車床,最大加工直徑可達(dá)Φ740,完全可以加工客戶所需的尺寸,首先優(yōu)化工裝,使得高溫合金在切削過(guò)程中環(huán)胚受力均勻,其次優(yōu)化刀具,高溫合金屬于難加工材料,因此用于切削的刀具材料不僅需要具有傳統(tǒng)刀具所具備的基礎(chǔ)性能,還需要具有良好的抗腐蝕、抗氧化及耐熱性能,以提高刀具的使用壽命和工件的加工質(zhì)量。根據(jù)客戶提供圖紙,優(yōu)化加工方案,由外到內(nèi),先車外圓,后車內(nèi)圓,在加工端面槽,由粗車到精車,成品后用厚海綿墊分隔每個(gè)高溫合金環(huán),然后用木箱裝之,最后在發(fā)予客戶。本次高溫合金加工,采用寶雞機(jī)床HK80B簡(jiǎn)式數(shù)控車床,床身上最大回轉(zhuǎn)直徑:Φ800,床鞍上最大回轉(zhuǎn)直徑:Φ500,最大加工直徑:Φ740,最大車削長(zhǎng)度:1810mm,主軸最高轉(zhuǎn)速:250N。該型號(hào)車床,可以用來(lái)進(jìn)行軸類和盤類零件加工,能夠自動(dòng)完成內(nèi)外圓柱面、任意圓錐面、圓弧面、端面和公英制螺紋等的加工。