|
楼主 |
发表于 2010-5-23 14:15:20
|
显示全部楼层
逐鹿中原的资本
, ?& F0 ~. `9 s r I 在现今中国的机械加工领域,航空航天,汽车工业、模具制造,电子工业等四个行业是数控机床和刀具比较集中的地方,下面分别就每个行业中众家刀具的特长作介绍和分析。
6 g% R) q+ l# g6 E, K, X Q( F 一、航空航天( t3 @: q7 h& N K" E U, U& m
不锈钢、高温合金以及铝镁合金是航空航天和汽轮机零件所采用的主要材质,而其中又以航空发动机和汽轮机所常采用的高温合金(包括Fe基、Ni基和Co基三种)与钛合金材料的加工最让人头痛。
( G+ @ @/ @/ Q9 W3 m, i9 M. @ 高温合金和钛合金在540°C以上的高温状态下仍能保持很高的强韧性和低的导热性,被称为耐热“超强合金”。这些耐热“超强合金”在高温氧化气氛或燃气条件下能长期工作,增加发动机寿命而且允许较小的发动机工作在大飞机上,提高燃烧效率并降低运营成本。所以被广泛应用于航空航天、电站以及汽轮机行业。当然,这些高温韧性好的材料也把费用呈现在加工所用的刀具上。- D2 g, z/ h v+ i, `+ }& T) \4 L/ ~
由于耐热“超强合金”的成分和组织的特性,其切削性能很差。行业内做了个比较,如果以45钢的切削性能作为基准1,那么Ni基高温合金的相对加工性仅为0.05-0.2;钛合金根据含碳量不同(含碳量大于0.2%时会形成硬的碳化物使切削性能下降),其相对加工性也仅为0.2-0.3。: V8 [" t' T6 Q2 Y" b1 ^) p" I
耐热“超强合金”切削性能很差的原因有三个:
, z y- Q. A4 _. O8 b' n# Y 1、变形抗力大
9 `% p1 N2 A( V2 c! }$ K 众所周知,在金属切削过程中伴随有塑性变形,对耐热“超强合金”来说,由于含有高熔点的激活能大的元素,这些元素的原子在合金内比较稳定,即塑性变形抗力大,使切削力比一般钢高3倍左右,并且合金里的碳化物颗粒显着增加了摩擦,切削热也随之增大;
2 E. z7 A* N/ M: X( U2 t 2、加工硬化大1 o. C' q o- a: H( \6 { T
耐热“超强合金”的硬化大都是由于在切削过程中形成的局部高温使大气中的氧和氮等形成硬脆外皮,再加上合金的软化速度低,在塑性变形时出现硬化机理。一般表面上的硬度比基体高50%-100%。- t! d$ f- N7 b" k$ l7 r
3、加工温度高% g4 n/ e+ {5 [, z) n, W/ e% r/ ]+ v! \
由于合金的变形抗力大,切削加工时切削热增大。又由于合金的热导率很低,传热困难,使已变形层(切屑和被加工零件)内热量高度集中,造成切削温度很高,达到1000°C左右。3 w# Q, C; M- S$ x; G8 O7 P% u
在如此高温下切削会增加刀具材料的扩散磨损,使刀具材料变的很脆,其磨损程度会随温度升高而增大。0 k2 D6 p' v: f* l: @& N
对于耐热“超强合金”的加工,从技术和可加工性的层面上分析,用陶瓷和金刚石烧结体(PCD)等超硬材料加工是最理想的(某些钛合金加工不适用),但目前由于考虑超硬材料成本较高,国内大部分用户还是采用PVD涂层硬质合金来加工。 |
|