鎳基合金深加工時(shí)的注意事項(xiàng)和N06600案例分享
鎳基合金材料附加值高,它的加工也是個(gè)比較困難的活。當(dāng)遇到Inconel 600、625和哈氏合金C276或者B3等難加工合金材料時(shí),加工知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)就顯得非常重要。這些材料具有很高的強(qiáng)度、耐腐蝕性,并要經(jīng)受極高的溫度。因此一方面,需要在上述材料中加入了一些特殊元素,以獲得優(yōu)越的性能;另一方面,特殊元素的加入也使得材料特別難于銑削加工。“特鋼100秒”認(rèn)為,在鎳系合金中占據(jù)主導(dǎo)作用的鎳和鉻兩個(gè)主要添加成分,其實(shí)在加工上相背的:增加鎳能增加材料韌性,加入鉻可提高材料的硬度,再加上其它成分的平衡,刀具的磨損情況難以避免。
一般來(lái)說(shuō),添加到材料中的其它元素有硅、錳、鉬、鉭、鎢等,值得注意的是,鉭和鎢也是用來(lái)制造硬質(zhì)合金的主要成分,它們能有效地提高硬質(zhì)合金的性能,但是這些元素加入到工件材料中,就使它變地難以銑削加工?!疤劁?00秒”形象通俗地講,差不多像用一把硬質(zhì)合金刀具切削另一把硬質(zhì)合金刀具一樣。
刀具的破損和成因
為什么切削其它材料的銑刀、刨床刀頭,在加工鎳基合金時(shí)破損較快?搞清楚這一點(diǎn)是很重要的。加工鎳基合金,其刀具費(fèi)用較高,其費(fèi)用為銑削一般鋼材的5~10倍。這點(diǎn),小編在文末的N06600刨床加工案例中會(huì)和用戶(hù)簡(jiǎn)單分享下。
毋庸質(zhì)疑,在銑削鎳基合金時(shí),熱量是影響刀具壽命的最重要的因素。極高的切削發(fā)熱,也不僅僅是銑削鎳合金才遇到的問(wèn)題。銑削鎳基合金時(shí),需要對(duì)熱量加以控制。
許多刀具的損壞還與其它因素有關(guān),不合格的夾具和刀柄都可能縮短刀具壽命。當(dāng)夾緊的工件剛性不足,切削時(shí)產(chǎn)生移動(dòng)時(shí),可能會(huì)引起硬質(zhì)合金基體的斷裂。有時(shí)會(huì)沿切削刃產(chǎn)生小的裂縫,有時(shí)還會(huì)從硬質(zhì)合金刀片上崩掉一塊(俗稱(chēng)崩刀),無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行切削。因此,“特鋼100秒”提醒下,在加工開(kāi)始前,設(shè)法加強(qiáng)夾具的剛性,對(duì)以后長(zhǎng)時(shí)間的生產(chǎn)都會(huì)帶來(lái)益處。不僅延長(zhǎng)了刀具的壽命,而且還提高了工件表面質(zhì)量,減少了加工誤差。
當(dāng)然,這種崩刃也可能是因?yàn)橛操|(zhì)合金太硬或切削負(fù)荷太大所致。這時(shí)應(yīng)考慮采用高速鋼刀具進(jìn)行加工,以減少崩刃的發(fā)生。然而,需要說(shuō)明的是,高速鋼刀具又不能像硬質(zhì)合金那樣承受較高的熱量。究竟采用什么材料,必須根據(jù)具體情況權(quán)衡二者得出。
同樣,刀柄選擇不當(dāng),也會(huì)縮短刀具壽命。選擇刀柄時(shí)應(yīng)遵循一個(gè)原則,就是刀柄要盡可能的短。這些對(duì)刀具和工件的夾持要求,對(duì)銑削任何材料都適用,而當(dāng)銑削鎳基合金時(shí),還需要盡可能采用先進(jìn)的加工經(jīng)驗(yàn)。
刀具的選擇與使用
不管刀具設(shè)計(jì)得如何,或用什么材料制成,刀具的制造商的專(zhuān)業(yè)知識(shí)也是幫助經(jīng)濟(jì)加工的不可或缺技術(shù)來(lái)源。
如果超出刀具的加工能力,將導(dǎo)致刀具的損壞。插銑也是一樣,如果不能將切屑及時(shí)地從槽底排出,切屑將會(huì)受到擠壓,之后刀具也將損壞??傊?,銑削加工高溫合金時(shí),這些情況對(duì)刀具壽命都是不利的。
銑削鎳基合金時(shí),選擇適當(dāng)?shù)那邢魉俣纫卜浅V匾K鼪Q定了在切削區(qū)產(chǎn)生熱量的多少。推薦的速度范圍從較低的12~15m/min(對(duì)高速鋼銑刀)到23~37m/min(對(duì)硬質(zhì)合金銑刀),再到180~245m/min或更高(對(duì)陶瓷銑刀)。增加進(jìn)給量和切削深度也會(huì)增加切削熱,因相應(yīng)地增加了切削力和刀具與工件的接觸面積。
切削熱的影響和冷卻散熱
在銑削鎳基合金時(shí),會(huì)有大量的切削熱產(chǎn)生。所以在加工時(shí),應(yīng)用充分的冷卻液將切削區(qū)淹沒(méi),這對(duì)小直徑銑刀容易實(shí)現(xiàn),但對(duì)大直徑刀具(如面銑刀),切削時(shí)就不可能全部淹沒(méi),只能關(guān)掉冷卻液,采用干銑方式。但是對(duì)于刨床,還是可以實(shí)現(xiàn)加工時(shí)候的在線冷卻。
當(dāng)銑刀不能被冷卻液覆蓋時(shí),熱量在刀片上快速傳入、傳出,導(dǎo)致產(chǎn)生許多垂直于切削刃的很小裂紋,裂紋逐漸擴(kuò)展,最終就會(huì)引起硬質(zhì)合金碎裂。
如前所述,鎳基合金的兩個(gè)主要元素是鎳和鉻。當(dāng)金屬冶煉廠調(diào)整每種金屬的百分比含量時(shí),其耐蝕性、強(qiáng)度、硬度等特性都會(huì)改變,同樣它的可加工性和加工參數(shù)也會(huì)隨之變化。
需要說(shuō)明的是,單單設(shè)計(jì)切削堅(jiān)韌或硬質(zhì)工件的刀具并不難,但要設(shè)計(jì)出二者兼?zhèn)涞逆嚮辖鸬毒邊s是不容易。對(duì)于這些合金你可能有自己的叫法,但只要你了解它的成分并使用適當(dāng)?shù)牡毒撸憔涂身樌劂娤飨馠aynes242、哈氏合金C276、B-3等這樣的材料。
以上實(shí)用信息來(lái)源網(wǎng)絡(luò),時(shí)間較久,“特鋼100秒”實(shí)在找不到原處,原作者可后臺(tái)聯(lián)系與我。
N06600合金加工案例分享
2013年,小編經(jīng)手一批N06600鎳基合金方棒的刨床深加工,尺寸為195*215*3650mm多支。
在加工時(shí)候就碰到以上難題,毀刀嚴(yán)重。
一方面,刀具鈍化厲害,基本3—4個(gè)回程就需要二次磨刀,選低于加工不銹鋼的效率;另一方面,如以上所述,崩刀嚴(yán)重,成本高企。合作的數(shù)控中心加工過(guò)程苦不堪言。
經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)溝通后,提出以下解決方法,情況較大改善:
1、排除一些細(xì)節(jié),如夾裝方面等可能帶來(lái)的影響,規(guī)范操作;
2、采用YG-8以上材質(zhì)的刀具;
3、采用高端冷卻液快速給刀具散熱。
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