高温合金の加工が困難な主な原因は、その高硬度、高靭性、高熱安定性である。 切削過程において、工具の摩耗、熱変形、表面粗さなどの問題を引き起こしやすく、加工コストが高く、周期が長い。 本文は高温合金の加工困難の原因と解決方案を紹介して、あなたの参考に供する。
1.加工難易度の要因
高温強度：高温合金は強度と硬度が高く、これにより切削力が増加し、切削が困難になる。
靭性が良い：高温合金は靭性が良く、切断過程で破断しにくく、刃瘤と縁取りが現れやすく、加工表面の品質に影響する。
熱安定性が良い：高温合金は良好な熱安定性を有し、切削過程において熱変形が発生しにくいが、切削温度が高く、工具摩耗をもたらしやすい。
化学成分は複雑：高温合金の化学成分は相対的に複雑で、多種の合金元素を含み、切削性能に不利な影響を与える。
2.加工難点
一般鋼と比較して、高温合金を切断する困難は主に以下の4つの方面に現れている
- 切断力が強い。 タービン高温合金の強度は普通合金鋼より30%以上高い。 600℃以上の切削温度では、ニッケル基高温合金の強度は通常の合金鋼よりも高い。 無強化高温合金の単位切削力は4000 N/mm 2以上であるが、一般合金鋼の単位切削力は2500 N/mm 2にすぎない。
- ニッケル基合金の主成分はニッケルとクロムであり、モリブデン、タンタル、ニオブ、タングステンなどの他の元素を少量添加している。 注目すべきは、タンタル、ニオブ、タングステンなども硬質合金（または高速鋼）の酸化前テーパの主成分として用いられる。 これらの酸化前テーパを用いて高温合金を加工すると、拡散摩耗と摩耗が発生する。
- 加工硬化の傾向が大きい。 例えば、GH 4169未強化マトリックスの硬度は約HRC 37である。 金属レーザー切断機が切断した後、表面に約0.03 mmの硬化層が発生し、硬度は約HRC 47に増加し、硬化度は27%であった。 加工硬化現象は酸化前タップの寿命に深刻な影響を与え、通常は深刻な境界摩耗を引き起こす。
- この材料は熱伝導性が悪い。 高温合金を切削する際に発生する大量の切削熱は酸化先端タップが負担し、工具先端は800 ~ 1000℃までの切削温度を受ける。 高温と大きな切削力により、切削刃は塑性変形、接着、拡散摩耗を生じる。
3.高加工難易度のソリューション
切削効率と品質を向上させるために、適切な工具材料と等級を選択し、切削パラメータを最適化し、冷却剤を使用するなどの措置をとることができます。 また、工具腫と縁取りの発生を防止し、切屑と研磨屑を適時に整理し、工具の鋭利さを維持し、取り付け角度が正しく、定期的に工具を検査し、交換する。
高温合金加工における様々な困難に対して、以下のいくつかの方面から着手することができる：
- 先進的な材料切断技術を採用する：例えば、精密ドリル技術を採用し、高精度ダブルヘッドドリルを使用するなど。
- 工具摩耗の監視測定を強化する：加工過程を監視測定し、適時に工具を交換し、材料とエネルギーの浪費を減少し、加工効率を高める、
- 新型加工液の開発：新型加工液はワークの発熱と工具の摩耗を減らすことができ、またワークの表面品質と加工効率を高めることができる、
- プロセス最適化：加工プロセスの最適化を通じて、材料の物理と化学性能を高め、効果的に加工難易度を下げる。
結論
高温合金はその高靭性、高熱安定性などの特徴により広範な応用を持っているが、その加工難度は比較的に大きく、これはその広範な応用を制限するだけでなく、加工コストと周期を増加させた。 そのため、研究を強化し、より効果的な加工技術と技術を見つけ、高温合金の加工効率と品質をさらに高める必要がある。