鎳基合金噴焊層的切削加工
時間：2008年06月14日瀏覽：306次轉載：中國數控技術網收藏分享：
1 引言我公司為邯鋼制造的1680mm精軋機引進的是德國西馬克的制造技術，其輸入輥道輥子是高速運轉的零件，輥子表面采用當今世界上最先進的鎳基合金粉末熱噴涂技術，噴層為1.5mm，經高溫重溶后冷卻成形，硬度值達到HRC55～60。輥子總長2382mm，輥身直徑f260mm，長1900mm，粗糙度Ra1.6µm，圓柱度0.1，其尺寸公差和形位公差要求通過切削加工給予保證。 2 切削工藝分析由于缺少加工鎳基合金噴焊層的經驗，最初選擇加工淬硬鋼的辦法，用復合氮化硅陶瓷刀具，粗車、半精車留余量0.3mm，在外圓磨床上選用剛玉砂輪磨削達圖紙要求。但由于噴焊層材料中含有較高的Ni、Cr、B、Si等合金元素，重熔后的組織細密，在600～800℃高溫條件下仍有很高的硬度和強度，且脆性大、塑性差，剛玉砂輪對其切削特別困難，一個臺班磨削量直徑僅0.02mm，且需修磨砂輪十余次，第一件輥子磨削達圖紙要求消耗工時40h，效率低，成本高。 據此看來，傳統的加工方法對噴焊層的加工不適用。經分析，決定采用復合氮化硅刀具粗加工和半精加工，用立方氮化硼(CBN)刀具精加工，取消砂輪磨削的方式進行切削試驗。 復合氮化硅刀具具有低密度、高強度、高硬度的物理特性，室溫硬度值達HRA92，有很好的切削能力和耐磨性，可以加工硬度達HRC65的各類淬硬鋼和硬化鑄鐵。其抗彎強度為700～900MPa，抗熱震性能好，斷裂韌性值優于其它系列的陶瓷刀具，可以斷續加工高強度的零件毛坯。立方氮化硼(CBN)刀具具有極高的硬度、極好的耐磨性和較好的抗熱震性能，是加工淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金的理想刀具材料。 3 切削試驗
- 切削試驗參數 粗加工和半精加工選用復合氮化硅刀具，粗車切削速度V=30m/min，半精車V=60m/min，選用機床為車床。 精加工選用立方氮化硼刀具，V=90m/min，選用機床為數控車床。
- 試驗效果分析 復合氮化硅刀具在GV=60m/min時刀具磨損嚴重，無法完成半精車工作，切削速度僅能達到30～40m/min，但其抗沖擊韌性比較好，可以對不規整的毛坯進行粗加工。立方氮化硼刀具在V=90m/min時，刀具輕微磨損，可以繼續切削，但刀具磨損后，由于輥身長1900mm，切削時間長，輥身后半段表面粗糙度值增加，滿足不了圖紙的要求。
- 確定切削參數 通過以上試驗結果分析，確定粗車不規整的毛坯時選用復合氮化硅刀具，切削速度V=35m/min，半精車和精車均選用立方氮化硼刀具，半精車V=60m/min，精車V=80m/min。經過多次的使用，證明機床、刀具、切削用量的選擇都是比較合理的，用立方氮化硼刀具以車代磨加工噴焊輥子可以得到理想的尺寸精度，形狀精度，粗糙度穩定在Ra1.6～0。8µm以內，完全滿足設計圖紙要求。
4 立方氮化硼刀具的使用要<
