Основной причиной трудностей при обработке жаропрочных сплавов является их высокая твердость, ударная вязкость и высокая термостойкость. В процессе резания легко вызвать износ инструмента, термическую деформацию, высокую шероховатость поверхности и другие проблемы, а стоимость обработки высока, а цикл длителен. В этой статье рассказывается о причинах трудностей при обработке жаропрочных сплавов и решениях для вашей справки.
1. Основные Факторы Сложности Обработки
Прочность при высоких температурах: Прочность и твердость жаропрочных сплавов высоки, что увеличивает силу резания и затрудняет резку.
Хорошая ударная вязкость: Жаропрочные сплавы обладают хорошей ударной вязкостью, их нелегко сломать при резке, и они подвержены образованию наростов на лезвии ножа, что влияет на качество обрабатываемой поверхности.
Хорошая термостойкость: Жаропрочные сплавы обладают хорошей термостойкостью и нелегко поддаются термической деформации при резании, но температура резания высокая, что легко приводит к износу инструмента.
Сложный химический состав: Химический состав жаропрочных сплавов относительно сложен и содержит множество легирующих элементов, которые отрицательно влияют на характеристики резания.
2.Трудности с механической обработкой
По сравнению с обычной сталью трудности при резке жаропрочных сплавов в основном проявляются в следующих четырех аспектах
- Большая сила резания. Прочность жаропрочного сплава более чем на 30% выше, чем у обычной легированной стали для паровых турбин. При температуре резки выше 600℃ прочность жаропрочного сплава на основе никеля по-прежнему выше, чем у обычной легированной стали. Удельная сила резания неармированного жаропрочного сплава превышает 4000 Н/мм2, в то время как у обычной легированной стали она составляет всего 2500 Н/мм2.
- Основными компонентами сплава на основе никеля являются никель и хром, а также небольшое количество других элементов, таких как молибден, тантал, ниобий и вольфрам. Стоит отметить, что тантал, ниобий, вольфрам и т.д. также используются в качестве основных компонентов переднего конуса окисления из цементированного карбида (или быстрорежущей стали). Использование этих передних конусов окисления для обработки жаропрочных сплавов приведет к диффузионному износу.
- Тенденция к упрочнению при работе велика. Например, твердость неармированной матрицы GH4169 составляет около HRC37. После резки на станке для лазерной резки металла на поверхности образуется упрочненный слой толщиной около 0,03 мм, а твердость увеличивается примерно до HRC47 со степенью упрочнения 27%. Явление упрочнения при обработке серьезно влияет на срок службы переднего отвода для окисления и обычно приводит к сильному износу краев.
- Теплопроводность этого материала оставляет желать лучшего. Большое количество тепла, выделяющегося при резке жаропрочных сплавов, отводится окисленным передним наконечником, и кончик инструмента подвергается воздействию температуры резания до 800 ~ 1000 ℃. Под действием высокой температуры и большого усилия резания режущая кромка будет подвергаться пластической деформации, склеиванию и диффузионному износу.
3. Решения Проблем Высокой Сложности Обработки
Чтобы повысить эффективность и качество резания, можно принять некоторые меры, такие как выбор подходящих материалов и марок инструмента, оптимизация параметров резания и использование охлаждающих жидкостей. Кроме того, необходимо также предотвращать образование наростов на инструменте и заусенцев на кромках, своевременно удалять стружку и шлифовальные стружки, поддерживать остроту инструмента и правильный угол установки, а также регулярно проверять и заменять инструмент.
Учитывая различные трудности при обработке высокотемпературных сплавов, мы можем исходить из следующих аспектов:
- Применяйте передовые технологии резки материалов: например, используйте технологию прецизионного сверления, используйте высокоточные сверла с двойным концом и т.д.;
- Усилить контроль за износом режущих инструментов: контролируя процесс обработки, своевременно заменяйте инструменты, чтобы сократить материальные и энергетические потери и повысить эффективность обработки.;
- Разработка новых жидкостей для механической обработки: новые жидкости для механической обработки могут снизить нагрев заготовки и износ инструмента, а также улучшить качество поверхности заготовки и эффективность обработки;
- Оптимизация технологического процесса: за счет оптимизации технологии обработки улучшаются физические и химические свойства материала и эффективно снижается сложность обработки.
Вывод
Жаропрочные сплавы имеют широкий спектр применений благодаря своей высокой ударной вязкости, высокой термостойкости и другим характеристикам, но сложность их обработки относительно велика, что не только ограничивает их широкое применение, но и увеличивает затраты на обработку и циклы. Поэтому необходимо усилить исследовательскую работу и найти более эффективные технологии и процессы обработки для дальнейшего повышения эффективности обработки и качества жаропрочных сплавов.