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GLH-5高铬合金切削加工性浅析

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发表于 2010-9-12 11:03:48 | 显示全部楼层 |阅读模式

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一、GLH-5高铬合金材料的引入与特性

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    7 V. v% [0 O1 {3 X$ }
  1. GLH-5 高铬合金材料的引入 0 o* x+ C" d6 T
    目前在工业上,烟气脱硫工程盛行,但在烟气脱硫工艺中,泵输送的介质一是因为含有石灰石、石膏等物质,二是因为含有较高的氯化物和较低的pH值,腐蚀胜很强。因此,对泵材料的要求是既耐腐蚀又抗磨,而我厂研制开发的GLH-5高铬合金同时具备了耐腐抗磨特性。GLH-5高铬合金的上要成分见表1。 ! e% ]% g6 Z+ c9 a4 t+ \5 _ 2 V) c, H# w* l: ?1 s' |9 T% _/ h/ s, s3 {: `& O% H ~5 \# p" ?- I! t& i, l+ n9 i0 G/ @ q: e, k7 u H6 M" j5 y0 M& p4 q8 d8 u/ s1 ?) x" B- ~& Z6 k ], ~0 i X E* R y1 `/ c& M+ b- C3 e2 O% m$ ?/ T& ~. r" O9 b8 e: J7 P! y0 N! R9 H8 i; z2 z9 b) ^' Y7 U" _& {0 a- L ~4 j# w3 D7 m) J( l/ b( a. ^7 ~2 H* P' K9 j0 L6 e7 w+ _/ J. Q3 \1 ^/ v" b$ T2 ]9 q2 Y* p7 W/ h" U0 k- Q1 k2 j* a0 A0 @; U
    表1 GLH-5高铬合金主要成分(质量分数:%)
    成分 C Cr Cu Ni Mo
    含量 1.3~2.0 20~30 0.5~4 1~4 1~4
    & Y) j" w. K" E0 ^8 c
    GLH-5高铬合金是铁素体类不锈钢,主要应用于电厂烟气脱硫系统。
    & Z0 u9 C& O q/ d2 N
  2. GLH-5高铬合金材料的特性 8 s, a: \, [% k
      * o' N3 Q5 F& N$ X, c
    1. 抗磨件高 GLH-5高铬合金晶体中分布了大量的含铬碳化物,且热处理后产生二次弥散碳化物,又沉淀于基体上,因而材料的抗磨性很高。 & a: l% |) z; E. ~) r2 V
    2. 抗腐蚀性好 GLH-5高铬合金材料中,合金元素强烈提高了基体的电极电位,对材料起到了保护作用,该材料在稀硫酸、磷酸、硝酸等诸种氧化性和还原性酸中,都具有良好的耐腐蚀性能。 2 q. n1 C1 y' H9 S% Z
    3. 导热性差 GLH-5高铬合金材料,由于Ni、Mo的存在,导热性明显降低,由切屑带走的热量少,从而刀具上积聚的热量多,且难于扩散,致使刀具易于发热,温度大幅度上升,万具磨损加决,寿命缩短。 5 N& o2 J. ]* B& y" b$ Y5 w$ d
    4. 粘附除较高 GLH-5高铬合金具有较高的粘附性,加之材料较硬,不可能采用高速切削,而采用中速切削,这时切削对前面压力很大,增加了摩擦力,这个力阻止了切屑底层的流动,形成滞流层,而切屑上流层流速快,使其产生摩擦升温,产生积屑瘤。使材料“粘结”到刀具上而产生“刀瘤”,给车削带来困难,影响零件表面光洁度。 ( Q" ?" R( a; J
    5. 强度及热强度高 GLH-5高铬合金强度高,使之作用在刀具上的切削力增大,不平衡的切削过程使刀具的振动增强。
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二、GLH-5高铬合金材料切削加工的基本原则

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    " J/ h. m. j$ o+ B* T* g! E0 R, w
  1. 切削速度要低 / D8 Z/ W! \! a z
    在常规的切削加工中,切削速度对切削刃的温度影响很大,切削速度越高,则切削温度剧增,
    要选择合适的切削速度。对于GLH-5,因含铬量高,硬度相对大,所以切削速度要低。粗车时,切削速度v=60~80m/min;精车时,切削速度V=100~140m/min。
    : ~' V4 r# T8 e! _+ D! P d
  2. 切削深度要大 5 j4 d# x) ]8 x" [! l8 u: f. \- e
    实验表明,切削深度对刀刃温度影响最小,所以采用较低的切削速度,增大切削深度对GLH-5高铬合金的切削是有利的,特别是粗车时,要保证刀刃完全进人被切削的高铬合金农面内,以防止产生磨损或崩刃现象。粗车时,切削深度t=3~7mm ,进给量s=0.3~0.6mm/r; 精车时,切削深度t=0.5~1mm,进给量s=0.15~0.3mm/r。
    ! N& \; n9 O O |9 Z& Z1 {1 l
  3. 切削加工中不能中途停止走刀 4 L' j- E% v0 L& I. b3 I
    GLH-5高铬合金需连续切削,若在加工过程中出现不连续切削,切削中途停止进给,刀刃和切削的高铬合金就会在高负荷下不间断摩擦,容易引起高铬合金的加工硬化、产生烧结和挤裂而损坏刀具。
    & b q! U. P* i7 ~
  4. 机床—夹具—刀具系统的刚性要好 4 g* x% h: M' c J9 S7 ^
    机床各部间隙要调整好,主轴的径向跳动要小;夹具装卡工件要牢固,要有足够刚性;刀具切削部分尽量要短,在容屑足够的前提下尽量加大切削刃厚度,提高刀具的强度和刚性。
( \& D p* D' m1 k w

三、加工GLH-5高铬合金的刀具材料

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由于高铬合金材料又粘又硬,车削时硬度高,塑性大,切削变形大,切削力大,冷硬性强和导热性差,在高温下容易和车刀的刀尖表面粘连在一起,而风切削时切屑温度高,刀尖易磨损,所以要选用硬度好,耐磨性高的刀具材料。 , C3 F3 x- y v3 q. w
硬质合金牌号为726 YH052 YW2 y; k7 a" u+ Y1 ~: E0 W) J7 N2 r
陶瓷刀具应选用圆形(Ø16mm×8mm)、方形(13mm×13mm×8mm、15mm×15mm×8mm、16mm×16mm×8mm)、菱形(12mm×12mm×8mm、15mm×15mm×8mm)三种形式的陶瓷刀片。 4 v' d9 c2 a' V: s- Z

四、加工GLH-5高铬合金车刀常用几何参数

6 j+ @, `% ~- P) M$ q/ C) C5 R8 f& |$ H5 ~5 \2 @. E+ t# s6 [; M$ m8 L8 _4 C. D4 m; [9 o9 n; I" q3 _( M6 o9 S% m; T& D$ a& u/ y: L, c S1 E4 V3 \: g; h% s3 z" j0 s! [5 b$ i6 b6 g9 a* n: Q5 E+ I- u+ m' \+ E5 e* X p* L4 I2 [% }6 h, c6 ]5 J% ~! e k6 R% _( `3 p; t/ B6 P3 p5 X e0 f) |' {' ~ A) k4 [* r4 _$ g! z+ O1 f& G+ @
表2 高铬合金车刀主要几何系数
前角g 后角a 刀具圆弧半径r (mm) 刃倾角l
5°~8° 0.8~1.2 -5°
& w7 l5 l& x) m) S: {# X
影响高铭合金零件加工质量的主要参数有前角g,后角a,刀具圆弧半径r。如果前角、后角减小,刀尖增大,零件变形增大,切削温度升高,刀具磨损加剧。但若前角和后角过大,虽然刀具锋利,但刀具强度减弱,尤其是对余量大的粗车或连续车削,刀具更易损坏。加工高铬合金的车刀主要几何参数见表2。 1 |, P+ N! m0 K, R5 z

五、结论

6 s$ E& g' J8 |& A( A/ e
GLH-5高铭合金是我厂自行研制开发的一种耐腐抗磨金属材料)它的研制成功将带动我厂材料史的又次发展,且随着生产的不断实践,其切削加工性将更加趋向完美与成熟。
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