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鎳基合金噴焊層的切削加工

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1 引言我公司為邯鋼制造的1680mm精軋機(jī)引進(jìn)的是德國(guó)西馬克的制造技術(shù)，其輸入輥道輥?zhàn)邮歉咚龠\(yùn)轉(zhuǎn)的零件，輥?zhàn)颖砻娌捎卯?dāng)今世界上最先進(jìn)的鎳基合金粉末熱噴涂技術(shù)，噴層為1.5mm，經(jīng)高溫重溶后冷卻成形，硬度值達(dá)到HRC55～60。輥?zhàn)涌傞L(zhǎng)2382mm，輥身直徑f260mm，長(zhǎng)1900mm，粗糙度Ra1.6µm，圓柱度0.1，其尺寸公差和形位公差要求通過(guò)切削加工給予保證。 2 切削工藝分析由于缺少加工鎳基合金噴焊層的經(jīng)驗(yàn)，最初選擇加工淬硬鋼的辦法，用復(fù)合氮化硅陶瓷刀具，粗車(chē)、半精車(chē)留余量0.3mm，在外圓磨床上選用剛玉砂輪磨削達(dá)圖紙要求。但由于噴焊層材料中含有較高的Ni、Cr、B、Si等合金元素，重熔后的組織細(xì)密，在600～800℃高溫條件下仍有很高的硬度和強(qiáng)度，且脆性大、塑性差，剛玉砂輪對(duì)其切削特別困難，一個(gè)臺(tái)班磨削量直徑僅0.02mm，且需修磨砂輪十余次，第一件輥?zhàn)幽ハ鬟_(dá)圖紙要求消耗工時(shí)40h，效率低，成本高。據(jù)此看來(lái)，傳統(tǒng)的加工方法對(duì)噴焊層的加工不適用。經(jīng)分析，決定采用復(fù)合氮化硅刀具粗加工和半精加工，用立方氮化硼(CBN)刀具精加工，取消砂輪磨削的方式進(jìn)行切削試驗(yàn)。復(fù)合氮化硅刀具具有低密度、高強(qiáng)度、高硬度的物理特性，室溫硬度值達(dá)HRA92，有很好的切削能力和耐磨性，可以加工硬度達(dá)HRC65的各類(lèi)淬硬鋼和硬化鑄鐵。其抗彎強(qiáng)度為700～900MPa，抗熱震性能好，斷裂韌性值優(yōu)于其它系列的陶瓷刀具，可以斷續(xù)加工高強(qiáng)度的零件毛坯。立方氮化硼(CBN)刀具具有極高的硬度、極好的耐磨性和較好的抗熱震性能，是加工淬火鋼、冷硬鑄鐵、高溫合金的理想刀具材料。 3 切削試驗(yàn)

切削試驗(yàn)參數(shù) 粗加工和半精加工選用復(fù)合氮化硅刀具，粗車(chē)切削速度V=30m/min，半精車(chē)V=60m/min，選用機(jī)床為車(chē)床。精加工選用立方氮化硼刀具，V=90m/min，選用機(jī)床為數(shù)控車(chē)床。
試驗(yàn)效果分析 復(fù)合氮化硅刀具在GV=60m/min時(shí)刀具磨損嚴(yán)重，無(wú)法完成半精車(chē)工作，切削速度僅能達(dá)到30～40m/min，但其抗沖擊韌性比較好，可以對(duì)不規(guī)整的毛坯進(jìn)行粗加工。立方氮化硼刀具在V=90m/min時(shí)，刀具輕微磨損，可以繼續(xù)切削，但刀具磨損后，由于輥身長(zhǎng)1900mm，切削時(shí)間長(zhǎng)，輥身后半段表面粗糙度值增加，滿足不了圖紙的要求。
確定切削參數(shù) 通過(guò)以上試驗(yàn)結(jié)果分析，確定粗車(chē)不規(guī)整的毛坯時(shí)選用復(fù)合氮化硅刀具，切削速度V=35m/min，半精車(chē)和精車(chē)均選用立方氮化硼刀具，半精車(chē)V=60m/min，精車(chē)V=80m/min。經(jīng)過(guò)多次的使用，證明機(jī)床、刀具、切削用量的選擇都是比較合理的，用立方氮化硼刀具以車(chē)代磨加工噴焊輥?zhàn)涌梢缘玫嚼硐氲某叽缇龋螤罹龋植诙确€(wěn)定在Ra1.6～0。8µm以內(nèi)，完全滿足設(shè)計(jì)圖紙要求。

4 立方氮化硼刀具的使用要<

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鎳基合金噴焊層的切削加工

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