鎳基合金深加工時的注意事項和N06600案例分享

鎳基合金材料附加值高,它的加工也是個比較困難的活。當遇到Inconel 600、625和哈氏合金C276或者B3等難加工合金材料時,加工知識與經驗就顯得非常重要。這些材料具有很高的強度、耐腐蝕性,並要經受極高的溫度。因此一方面,需要在上述材料中加入了一些特殊元素,以獲得優越的性能;另一方面,特殊元素的加入也使得材料特別難於銑削加工。“特鋼100秒”認為,在鎳系合金中佔據主導作用的鎳和鉻兩個主要添加成分,其實在加工上相背的:增加鎳能增加材料韌性,加入鉻可提高材料的硬度,再加上其它成分的平衡,刀具的磨損情況難以避免。

一般來說,添加到材料中的其它元素有硅、錳、鉬、鉭、鎢等,值得注意的是,鉭和鎢也是用來製造硬質合金的主要成分,它們能有效地提高硬質合金的性能,但是這些元素加入到工件材料中,就使它變地難以銑削加工。“特鋼100秒”形象通俗地講,差不多像用一把硬質合金刀具切削另一把硬質合金刀具一樣。

鎳基合金深加工時的注意事項和N06600案例分享

刀具的破損和成因


為什麼切削其它材料的銑刀、刨床刀頭,在加工鎳基合金時破損較快?搞清楚這一點是很重要的。加工鎳基合金,其刀具費用較高,其費用為銑削一般鋼材的5~10倍。這點,小編在文末的N06600刨床加工案例中會和用戶簡單分享下。

毋庸質疑,在銑削鎳基合金時,熱量是影響刀具壽命的最重要的因素。極高的切削髮熱,也不僅僅是銑削鎳合金才遇到的問題。銑削鎳基合金時,需要對熱量加以控制。

許多刀具的損壞還與其它因素有關,不合格的夾具和刀柄都可能縮短刀具壽命。當夾緊的工件剛性不足,切削時產生移動時,可能會引起硬質合金基體的斷裂。有時會沿切削刃產生小的裂縫,有時還會從硬質合金刀片上崩掉一塊(俗稱崩刀),無法繼續進行切削。因此,“特鋼100秒”提醒下,在加工開始前,設法加強夾具的剛性,對以後長時間的生產都會帶來益處。不僅延長了刀具的壽命,而且還提高了工件表面質量,減少了加工誤差。

當然,這種崩刃也可能是因為硬質合金太硬或切削負荷太大所致。這時應考慮採用高速鋼刀具進行加工,以減少崩刃的發生。然而,需要說明的是,高速鋼刀具又不能像硬質合金那樣承受較高的熱量。究竟採用什麼材料,必須根據具體情況權衡二者得出。

同樣,刀柄選擇不當,也會縮短刀具壽命。選擇刀柄時應遵循一個原則,就是刀柄要儘可能的短。這些對刀具和工件的夾持要求,對銑削任何材料都適用,而當銑削鎳基合金時,還需要儘可能採用先進的加工經驗。

刀具的選擇與使用

不管刀具設計得如何,或用什麼材料製成,刀具的製造商的專業知識也是幫助經濟加工的不可或缺技術來源。

如果超出刀具的加工能力,將導致刀具的損壞。插銑也是一樣,如果不能將切屑及時地從槽底排出,切屑將會受到擠壓,之後刀具也將損壞。總之,銑削加工高溫合金時,這些情況對刀具壽命都是不利的。

銑削鎳基合金時,選擇適當的切削速度也非常重要。它決定了在切削區產生熱量的多少。推薦的速度範圍從較低的12~15m/min(對高速鋼銑刀)到23~37m/min(對硬質合金銑刀),再到180~245m/min或更高(對陶瓷銑刀)。增加進給量和切削深度也會增加切削熱,因相應地增加了切削力和刀具與工件的接觸面積。

切削熱的影響和冷卻散熱

在銑削鎳基合金時,會有大量的切削熱產生。所以在加工時,應用充分的冷卻液將切削區淹沒,這對小直徑銑刀容易實現,但對大直徑刀具(如面銑刀),切削時就不可能全部淹沒,只能關掉冷卻液,採用幹銑方式。但是對於刨床,還是可以實現加工時候的在線冷卻。

當銑刀不能被冷卻液覆蓋時,熱量在刀片上快速傳入、傳出,導致產生許多垂直於切削刃的很小裂紋,裂紋逐漸擴展,最終就會引起硬質合金碎裂。

如前所述,鎳基合金的兩個主要元素是鎳和鉻。當金屬冶煉廠調整每種金屬的百分比含量時,其耐蝕性、強度、硬度等特性都會改變,同樣它的可加工性和加工參數也會隨之變化。

需要說明的是,單單設計切削堅韌或硬質工件的刀具並不難,但要設計出二者兼備的鎳基合金刀具卻是不容易。對於這些合金你可能有自己的叫法,但只要你瞭解它的成分並使用適當的刀具,你就可順利地銑削像Haynes242、哈氏合金C276、B-3等這樣的材料。

以上實用信息來源網絡,時間較久,“特鋼100秒”實在找不到原處,原作者可後臺聯繫與我。

N06600合金加工案例分享

2013年,小編經手一批N06600鎳基合金方棒的刨床深加工,尺寸為195*215*3650mm多支。

在加工時候就碰到以上難題,毀刀嚴重。

一方面,刀具鈍化厲害,基本3—4個回程就需要二次磨刀,選低於加工不鏽鋼的效率;另一方面,如以上所述,崩刀嚴重,成本高企。合作的數控中心加工過程苦不堪言。

經現場溝通後,提出以下解決方法,情況較大改善:

1、排除一些細節,如夾裝方面等可能帶來的影響,規範操作;

2、採用YG-8以上材質的刀具;

3、採用高端冷卻液快速給刀具散熱。

如您也有鎳基合金車、銑、刨、磨等加工時候的一些問題,不妨與小編後臺互動一下。


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