切削加工高温合金的刀具材料
高温合金是最难加工的材料之一,如果45#钢的加工性为100%,则高温合金的相对加工性仅为5%～20%,其切削加工的特点有:①切削力大,是普通钢材的2～4倍。高温合金含有许多高熔点金属元素,构成组织结构致密的奥氏体固溶体,合金的塑性好,原子结构十分稳定,需要很大能量才能使原子脱离平衡位置,因而变形抗力大。②切削温度高,最高可达1000℃左右。高温合金导热系数小,仅为45#钢的1/4～1/3,刀具与工件间摩擦强烈而导热性差,故切削温度高。③加工硬化严重,表面硬度比基体硬度高50%～100%。④塑性变形大,在室温下的延伸率可达30%～50%。⑤刀具易磨损,常见的有扩散磨损、边界磨损、刀尖塑性变形、月牙洼磨损及积屑瘤。由于这些特点,切削高温合金的刀具材料应具有高的强度、高的红硬性、良好的耐磨性和韧性、高的导热性和抗粘接能力等。
高速钢刀具材料是较早用于加工高温合金的刀具材料,现在由于加工效率等原因正被像硬质合金这样的刀具材料所替代。但在一些成形刀具以及工艺系统刚性差的条件下,采用高速钢刀具材料加工高温合金仍是很好的选择。另一方面,加工效率是一种综合的评判,高速钢刀具切削速度低,在某些特定条件下其损失的效率可以通过采用大的切削深度来弥补,因为高速钢刀具材料有更高的强度和韧性,且刃口可以更锋利,产生的切削热更低,加工硬化现象更轻。
用于加工高温合金的高速钢,常有钴高速钢、含钴超硬高速钢和粉末冶金高速钢等高性能高速钢。
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