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樓主 |
發(fā)表于 2010-5-23 14:15:20
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逐鹿中原的資本
9 C( R1 H, o& N% }( b: L 在現(xiàn)今中國的機(jī)械加工領(lǐng)域,航空航天,汽車工業(yè)、模具制造,電子工業(yè)等四個(gè)行業(yè)是數(shù)控機(jī)床和刀具比較集中的地方,下面分別就每個(gè)行業(yè)中眾家刀具的特長作介紹和分析。
6 r0 K2 C( s$ Z2 P 一、航空航天
/ a1 s8 k) k- [# d 不銹鋼、高溫合金以及鋁鎂合金是航空航天和汽輪機(jī)零件所采用的主要材質(zhì),而其中又以航空發(fā)動(dòng)機(jī)和汽輪機(jī)所常采用的高溫合金(包括Fe基、Ni基和Co基三種)與鈦合金材料的加工最讓人頭痛。
# Y% T; Z1 z% v, M; g/ e 高溫合金和鈦合金在540°C以上的高溫狀態(tài)下仍能保持很高的強(qiáng)韌性和低的導(dǎo)熱性,被稱為耐熱“超強(qiáng)合金”。這些耐熱“超強(qiáng)合金”在高溫氧化氣氛或燃?xì)鈼l件下能長期工作,增加發(fā)動(dòng)機(jī)壽命而且允許較小的發(fā)動(dòng)機(jī)工作在大飛機(jī)上,提高燃燒效率并降低運(yùn)營成本。所以被廣泛應(yīng)用于航空航天、電站以及汽輪機(jī)行業(yè)。當(dāng)然,這些高溫韌性好的材料也把費(fèi)用呈現(xiàn)在加工所用的刀具上。% T7 g- j7 ?, c5 w5 A- z1 O
由于耐熱“超強(qiáng)合金”的成分和組織的特性,其切削性能很差。行業(yè)內(nèi)做了個(gè)比較,如果以45鋼的切削性能作為基準(zhǔn)1,那么Ni基高溫合金的相對加工性僅為0.05-0.2;鈦合金根據(jù)含碳量不同(含碳量大于0.2%時(shí)會(huì)形成硬的碳化物使切削性能下降),其相對加工性也僅為0.2-0.3。
6 E0 Q c3 {2 V, c5 u 耐熱“超強(qiáng)合金”切削性能很差的原因有三個(gè):7 ^0 p* n" Y: |2 q! c
1、變形抗力大# E1 f6 }' |/ k9 C0 S' H
眾所周知,在金屬切削過程中伴隨有塑性變形,對耐熱“超強(qiáng)合金”來說,由于含有高熔點(diǎn)的激活能大的元素,這些元素的原子在合金內(nèi)比較穩(wěn)定,即塑性變形抗力大,使切削力比一般鋼高3倍左右,并且合金里的碳化物顆粒顯著增加了摩擦,切削熱也隨之增大;
' q& ?' f3 r* c, p% v i5 A$ b 2、加工硬化大
$ t; v d5 r- r, i 耐熱“超強(qiáng)合金”的硬化大都是由于在切削過程中形成的局部高溫使大氣中的氧和氮等形成硬脆外皮,再加上合金的軟化速度低,在塑性變形時(shí)出現(xiàn)硬化機(jī)理。一般表面上的硬度比基體高50%-100%。
6 J- Y( v: @- f: n4 W, V: {, [ 3、加工溫度高' N1 s5 I7 B+ ~9 _ d0 S
由于合金的變形抗力大,切削加工時(shí)切削熱增大。又由于合金的熱導(dǎo)率很低,傳熱困難,使已變形層(切屑和被加工零件)內(nèi)熱量高度集中,造成切削溫度很高,達(dá)到1000°C左右。 W$ z9 F( y% O9 t" F6 a1 S$ g
在如此高溫下切削會(huì)增加刀具材料的擴(kuò)散磨損,使刀具材料變的很脆,其磨損程度會(huì)隨溫度升高而增大。
# Y# g9 M3 \4 F, q 對于耐熱“超強(qiáng)合金”的加工,從技術(shù)和可加工性的層面上分析,用陶瓷和金剛石燒結(jié)體(PCD)等超硬材料加工是最理想的(某些鈦合金加工不適用),但目前由于考慮超硬材料成本較高,國內(nèi)大部分用戶還是采用PVD涂層硬質(zhì)合金來加工。 |
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