K24鎳基高溫合金切削性能試驗(yàn)研究.pdf

1、高溫合金是以鐵、鎳、鈷為基,能在高溫條件下正常工作的一類金屬材料.高溫合金被廣泛應(yīng)用在航空、化工、醫(yī)療、核工業(yè)等領(lǐng)域.K24是一種新型的鑄造鎳基高溫合金,主要應(yīng)用于未來(lái)航空發(fā)動(dòng)機(jī)的熱端部件.為了滿足惡劣的使用條件的要求,K24具有獨(dú)特的物理力學(xué)性能,但正是這些特征,給機(jī)械加工造成了困難.在生產(chǎn)加工中K24切削性能極差,切削力非常高,刀具磨損嚴(yán)重,為了提高高溫合金的加工效率,降低加工費(fèi)用,該文對(duì)其切削性能進(jìn)行系統(tǒng)研究.論文構(gòu)建了切削力測(cè)試

2、系統(tǒng).根據(jù)試驗(yàn)要求,完成了切削力測(cè)試系統(tǒng)硬件和軟件的整體設(shè)計(jì).構(gòu)造了以Kristler壓電測(cè)力儀、PCL81 8HD數(shù)據(jù)采集卡和PC為基礎(chǔ)的測(cè)試硬件系統(tǒng),并利用VC6.0、虛擬驅(qū)動(dòng)程序和面向?qū)ο蠹夹g(shù)、多線程技術(shù)在Windows平臺(tái)上開發(fā)了切削力測(cè)試軟件系統(tǒng).論文針對(duì)軟件開發(fā)中數(shù)據(jù)采集卡類實(shí)現(xiàn)、采集系統(tǒng)精確定時(shí)、系統(tǒng)中斷響應(yīng)和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、顯示的同步實(shí)現(xiàn)等關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并對(duì)系統(tǒng)的整體性能進(jìn)行了評(píng)估.整個(gè)切削力系統(tǒng)可以完成多通道、高頻

3、率的切削力實(shí)時(shí)采集,量程約為±5kN,整體性能完全滿足試驗(yàn)要求.論文進(jìn)行了K24銑削和鉆削試驗(yàn),針對(duì)其切削性能進(jìn)行了系統(tǒng)研究,并提出相關(guān)的建議.通過(guò)闡述鎳基高溫合金的組織特點(diǎn),考察K24的合金成分和物理力學(xué)性能,對(duì)K24難加工性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià).從設(shè)計(jì)正交試驗(yàn)方案出發(fā),利用切削力測(cè)試系統(tǒng)對(duì)K24進(jìn)行了銑削和鉆削力測(cè)定,研究了切削力曲線特征,獲得了切削力和切削用量之間的定量關(guān)系,分析了切削用量對(duì)于切削力的影響,并對(duì)K24和45鋼切削力進(jìn)行了

4、對(duì)比研究;討論了各類型材料刀具對(duì)于高溫合金的切削能力,測(cè)定K24切削刀具磨損量和磨損形態(tài),并分析了磨損原因,針對(duì)不同類型刀具磨損進(jìn)行了對(duì)比研究;測(cè)定了銑削表面粗糙度,分析了切削條件對(duì)于表面質(zhì)量的影響,討論了切削溫度分布及切削液的作用;研究表明K24是最難切削材料之一,切削力為通常金屬加工的1.8~2.2倍,銑削表面粗糙度約為Ra0.4~0.9,硬質(zhì)合金刀具主要磨損形式為后刀面磨損、溝紋磨損和主切削刃微崩,造成磨損的主要原因是硬質(zhì)點(diǎn)和加工