新型发动机用高温合金拉削加工硬化研究

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:

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

 

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