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2、哈氏C
让难削材料变得易切削
使用陶瓷刀具时的注意事项,大量的合金元素极大地提高了材料整体的热强度和热稳定,虽然它们的含碳量不多,但它能和合金元素形成多种稳定高硬度的合金碳化物,它们以极微细的弥散状态分布于晶界处,强化了晶界。
有力地阻碍了在外力作用下晶面和晶界的滑移和变形,Inconel 718作为锻件使用时通常要进行固溶,这种处理使合金元素在一定温度下固溶于基体金属中,由于合金元素含量高,溶质超过了固溶体溶剂的溶解度而使晶粒畸变。
同时还形成结构复杂硬度高、熔点高且弥散分布多种的化,使得整个合金组织致密,再加上上述合金碳化物形成的晶界强化,极大地增强了位错运动阻力,而显示出其强度、硬度和热稳定性异常的高。
它的抗氧化温度可达900 ℃~1100 ℃,硬度达到HRC37-47,可在高温氧化气氛或燃气条件下工作,对它的加工方法目前多为先固溶热处理后再进行切削加工,这样可以减少加工后零件的变形,因此切削是在固溶处理后更硬、更强且更耐高温的状态下,再加上它极易加工硬化,所以它是特别难以加工的材料。
本文介绍的是一个成功开发专用于Inconel 71,切削的难易程度若以含硫易削钢易削指数为100计,奥氏体不锈钢为45,钛合金中的Ti-6Al-4V为26,Inconel718为12,Rene 41则在5以下,可知难削性依次以大于2倍的比例增加。
因此为了实现高效加工就必须采用特别抗高温、硬度强度,一般材料的刀具会被很快磨损,无法保证其被持续使用,在车、铣、钻等不同的切削方式条件下,人们曾尝试使用各种材料的刀具包括对CBN进行了试验,也设计了多种结构形状来寻找能高效加工Inconel。
最近开发了用新型陶瓷(CERAMIC)材料制成具有,它们的直径分别为6、8、10及12四种,采用陶瓷的原因是Inconel 718强度硬度高,热稳定性好,在800℃左右仍可保持这种高性能。
一般的硬质合金在此温度条件下,硬度强度下降许多,不能胜任高效切削,而这种陶瓷刀具在1000 ℃甚至1400 ℃仍能保,能以高出硬质合金2~5倍的高速、较大的切削深度进行。
他们除了在选用新型陶瓷材料方面外,在立铣刀的结构形状与几何角度设计等方面,也作了细致的考虑和改进,立铣刀采用圆弧头型,即其头部的转角呈圆弧形,这样就比球头立铣刀头部刚性大,可承受较严酷的切削条件且加工效率高,航空发动机高温高压部分的零件必须采用各种超耐热合金。
如:Inconel 718、Hastelly、Wa,其中镍基的Inconel 718用得最多,这些材料含有多种合金元素,所占比例很高,如Inconel 718中Ni占50%~55%、C,其他含有的合金元素还有Co、Ti、Al及Cu等,各种合金元素总量要占到80%以上。
余下的占比量才是Fe和C等,新型陶瓷材料在圆弧头立铣刀中的应用,虽然Inconel 718很难加工,是塑性难切削材料中最难加工的几种材料之一,但只要充分认识其性能和切削特点。
合理选择先进的刀具和相应的切削条件以及遵守必须的注,完全可以高速高效安全顺利地完成加工任务,陶瓷刀具特长是能在高温下,高速、大进给地进行高效加工,应积极研发推广应用,但这加工中也有一些必须注意的事项:第一。
不能用它加工钛合金,钛合金虽也为耐热合金,广泛用于航空工业,它适应的温度和加工条件远比Inconel 718为,因此若以这种陶瓷立铣刀切削条件加工钛合金,有可能引发火灾。
带来危险,第二,陶瓷刀具加工必须使用高速条件Vc=350-1000,不采用这样的高速Inconel718反难切削,不以高速条件,刀具还会产生异常磨损,甚至发生折断。
第三,冷却方式推荐采用吹冷风或完全干式,不要使用冷却液,因为这样反会产生热龟裂,吹风的方式也并非为了冷却,而是为了吹除切屑。
第四,推荐用于连续切削,不要用于断续切削,以免造成刀具折断或寿命降低,第五,连续切削时,切削宽度可以逐渐增加。
一开始就选最大厚度易造成刀具折断或缺损,第六,为使切削稳定宜采取顺铣方式,这不仅可以提高寿命,而且可改善防止切屑粘刀,第七,立铣刀的夹持刀柄推荐使用吸振抗振性能良好的液压刀柄,其次是滚柱锁紧式铣刀刀柄。
一般弹簧夹头切削很不稳定,不宜采用,第八,刀刃刀尖上加工中黏上粘结物时,不要强行去除,这样易损伤刀具。
可允许带着粘结物继续加工,由于切削温度高,粘结物会脱落,第九,用陶瓷立铣刀加工因切削温度非常高,因此被加工零件的表面可能形成变质层。
这可成为刀具异常损伤的原因,为避开变质层,应确保精加工的余量大于0.3,而粗加工时,为避开加工硬化层切削深度可选得较大,第十,因为加工时产生高热切削,必须采用有全护罩的机床。
加工前对机床内部进行仔细清扫,确保无残留可燃物质残留后,再开始加工,先进陶瓷立铣刀的底刃和加工情况,一般在对高硬度材料、高速大进给加工。
深雕加工时,直角头立铣刀易产生缺损,圆弧头抗缺损性能可大为提高,通过测定圆弧中心,它可与球头立铣刀一样,利用CAD/CAM方法进行高效精加工。
其中的4刃立铣刀容屑槽较宽大适加工型槽,6刃的容屑槽较小较浅,但芯部较粗壮,刚性高,刃齿数z增多了2齿,可实现在同样每齿进给量fz的条件下,进给加快、效率提高。
因为每分进给量F=n×fz×z(n=立铣刀每分钟转,在一定的每分钟进给量条件下,刃齿数增多,加工表面光洁度可提高,这种新开发的立铣刀刃齿呈螺旋状,螺旋刃齿的特点是同时参与切削刀刃的长度较长。
抗振性好,易排屑,刃齿的螺旋角大小设计也作出了细致考虑,螺旋角是刃齿与立铣刀轴心线间的夹角,螺旋角大易排屑振动减小,但轴向的分力增大,在高速大进给高效加工Inconel 718时。
切削力非常大有可能使刀具拔出脱落,其优化了设计,使之既能保证高速高效加工,抗振排屑,又可防止立铣刀的脱出,此外在立铣刀各部为提高自身的耐破损性能,设计时应尽量增强各部刚性,消除薄弱结构。
在底刃处由于切削负荷大、温度高且切削条件特别差,为避免刃齿损伤也特别注意了提高其刚性。
哈氏C
Ni 余量,熔化温度范围 1354-1388 ℃,化学元素 UNS标准范围(重量百分比),长度(mm)×宽度(mm)×厚度(mm)×密度值=,Mo 12.5~14.5,=========================,ASTM ASME,哈氏C-22合金具有良好的热加工性能。
其退火状态室温下的机械性能如下表所示,测试板材厚度范围4.76mm到50.8mm,22℃时的密度 8.62 g/cm3,销售一部:021-37655966,22℃时的弹性模量 207 GPa。
405 406 409 430 434 439 1,L-605 Haynes151 J-1650 MA,哈氏C-22合金强度高,并且有良好的延展性、焊接性和成形性能,因此在ASME和ASTM标准中都有一致的详细叙述,其材料产品形式有板材、带材、管材、棒材和锻件等。
物理性能,管材(有缝) B619 SB619,53℃时的热传导系数 9.4 W/m-K,哈氏C-22合金是一种Ni-Cr-Mo合金,它对点蚀、缝隙腐蚀、晶间腐蚀和应力腐蚀断裂均有极强,Ni、Cr、Mo和W的共同作用,使哈氏C-22合金在较大的氧化和还原性环境范围内具,Fe 2.00~6.00。
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它可以很容易地以钨极气体保护焊、金属极气体保护焊、,填料金属要求有与之相匹配的化学成分,项目 典型板材 ASTM B575,W 2.50~3.50,管材(无缝) B622 SB622,不锈钢管 理论重量计算公式:。
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