新型发动机用高温合金拉削加工硬化研究
2010-06-02 17:06:35 阅读6 评论0 字号：大中小
庞丽君(沈阳航空工业学院)
摘 要
研究新型高温合金GH76l拉削时产生加工硬化的现象和变化规律，这对研究GH761合金的实际应用和探讨拉刀磨损原因是非常必要的。主要分析了拉削速度、齿升量、拉刀前角、后角对拉削表面加工硬化的影响情况。试验结果表明：拉削表层加工硬化程度和深度都较大;是高速钢拉刀磨损的主要原因。
关键词
GH761合金 拉削 拉削参数 加工硬化
随着航空发动机的逐步改进与更新，性能优良的新型高温合金应用日益广泛。如我国自行研制的高温合金GH761就适合于制造700℃以下工作高强度发动机部件，可用于制做压气机盘、鼓筒和高、低压涡轮机匣。该合金与国外常用的高温合金A.286、In-conel718和Waspalloy相比，由于钛、铝含量高和加钨的特点，具有较高的高温屈服强度。高温合金组织对加工工艺参数非常敏感，切削力大，切削温度高，加工性差，切削中极易产生加工硬化现象，恶化已加工表面质量，加剧刀具的磨损速度和程度。实际上，在高温下机械的使用过程中发生的意外破坏事故，除材料本身的结构和强度缺陷外，多数是由于零件疲劳强度降低造成的。切削中产生的加工硬化现象是使零/部件疲劳强度和疲劳寿命降低的主要因素。因此，研究新型高温合金GH761的切削加工性和表面完整性是非常必要的。本文主要研究新型高温合金GH761拉削(压气机盘榫槽都是拉削的)时产生加工硬化的现象和变化规律，分析拉削参数和拉刀角度对拉削表面加工硬化的影响程度，为研究新型高温合金GH761的实际加工和寻找刀具磨损原因提供帮助。
1 试验条件和方法
试验是在B690一I型液压牛头刨床模拟拉削条件下进行的。分别改变拉削速度Va，拉刀齿升量fa，拉刀前角y。和拉刀后角a。，测量已加工表面加工硬化程度，并对部分试件进行硬化层深度测量。显微硬度HV用z328型显微硬度仪测量，负荷100g。加工硬化程度N为：
N=(Hm?一Hm)/Hm×{bfb}
式中：Hm?为已加工表面的显微硬度;Hm为试件母体材料显微硬度。加工硬化深度是用测量斜切面上显微硬度的方法测定的。
试件尺寸90I姗×6mm×45mm;刀具材料：M42高速钢;拉刀后角a。=4°，干切削。GH76l主要化学成分：C：0.04，Ni：43.15，Cr：13.32，Mo：1.62，W：3.12 Al：1.46，Ti：3.52。
2 试验结果与分析
2.1 拉削速度v。对加工硬化的影响
图1是在拉刀前角y。=15。，拉刀后角a。=4°，拉刀齿升量f a=0.5mm咖条件下，GH761合金表面度和加工硬化程度随拉消速度Va的变化情况。当va从2m/Inin提高到8m/min时，随着拉削速度的提高，切削温度上升，切削区金属变形阻力减小，塑性变形区减小，表层温度增高，变形热效应和金属软化作用增大，导致工件表层加工硬化程度和深度会显著下降。
图1拉削速度对表面加工硬化的影响
