用普通高速钢刀具加工高温合金零件

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一般加工高温合金采用M42高性能钴高速钢刀具， 但由于M42刀具价格昂贵， 从经济角度考虑，不宜采用。而用标准WI8Cr4V立铣刀加工高温合金， 刀具寿命短， 功效很低。为此我厂在生产中通过多次试验，二次刃磨 立铣刀切削角度，WI8Cr4V选择了合理的几何参数， 解决了用普通立铣刀加工高温合金的难题。
1 F& _* i& G; S. g; N7 ?( p一、GH864合金切削加工特点
3 ?+ P8 H# I# Q, j4 C合金机械性能GH864合金中Ni含量在 51.7%以上， Ni、Cr 元素总含量高达72.69% ， 该合金具有较好的高温强度， 其机械性能相当于美国Waspolly 合金。
表1 GH864瞬时机械性能
( o2 d; A) b7 h2 w) h# I 1.2 切削加工特点
GH864合金由于Ni、Cr含量很高，合金中的Cr、Ti、Mo、Al等元素形成大量金属化合物和高硬度的碳化物质点：合金的奥氏体组织在切削加工时塑性变形剧烈，所以断裂韧性很大，加工表面硬化严重，产生的切削力大。
根据试验，GH864合金在815℃时的抗拉强度是45号钢在该温度下抗拉强度的5.9倍，而其切削相对加工性仅为45号钢的0.08倍(见表2)。
  j# @! H3 }( j 2 磨损的原因及分析
我们采用标准Ø40mm 的W18Cr4V 立铣刀加工动叶片榫齿斜面做试验，采用的切削量为刀具转速n=47.5r/min，进给速度ff=30mm/min，切削宽度ae=32mm，切削深度ap=1mm：用柴油与废机油混合后做冷却润滑液。3次切削中，当铣削长度分别为66、80、77、77、71mm 时，一次走刀就使铣刀严重磨损，无法继续进行加工。此时刀尖磨损成不规则的圆角，磨损值约1.5mm，后刀面磨损值约2mm，并存在有较深的沟槽，通过多次试验，情况基本一致。
从GH864材料加工性能特点分析中可知，GH864材料断裂韧性大，加工时消耗的切削功大，产生大量的切削热，在高温下材料中的硬质点对刀刃产生强烈的摩擦，而在温度升高的过程中刀具硬度又在下降，GH864合金的强度却下降不多，处于合金晶界上的强化相γ'的硬度还略有升高，当切削温度高于600℃时W18Cr4V 铣刀的硬度急剧下降，失去切削能力，于是造成刀刃和后刀面严重磨损，因此造成铣刀磨损的主要原因首先是GH864合金的加工性能较差。
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其次，标准立铣刀本身的几何角度不适于加工高温合金材料也是刀具磨损的重要原因，Ø40mm 立铣刀螺旋角β为30°，前角γ0为15°，主偏角κr为90°，刀尖角epsilon;r