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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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  1. GLH-5 高铬合金材料的引入 ! G1 a# O2 W0 b0 L4 c! C8 D* x/ G
    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。 / i5 ~! L4 ]" |) O' }5 y ( O9 U/ s' ]. X3 m4 a$ T3 n2 ]0 @7 o" U0 J3 F, @1 [+ r0 v. t' |' H+ r+ t* @$ D$ q) ^2 F* a& Z8 y4 w+ Z' j' H3 K: A, f8 x/ q/ { E+ [- V$ [$ z( L; p+ z3 t+ f- T* V9 d, H" |0 s# j" y, f/ H: N& g6 R5 _: E# ~+ X+ F4 J; s7 j0 j3 U5 W# Y# w: T4 B& f0 W4 K- A2 C5 A& X% w% a2 H0 a0 u* D1 L2 h$ _: L `; }- \0 n U% J9 E8 r, h, Y T/ ]7 }3 t% c6 _: [2 S" @, [
    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
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    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。
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  2. GLH-5高铬合金材料的特性 3 ]* P8 ]# \4 u$ W3 P7 i# R% M
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    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。 8 j" S) \5 l5 @0 `' K' G. s
    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。 # Y d6 A: \3 Z( h4 A. F& `- f
    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。 ' J" _# `+ x5 z' K% ?* N
    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。 / B" K; O* S4 T) s0 K! p
    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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    4 m5 B- m# ~ O3 P
  1. 切削速度要低 5 t, ?, e! L, I) o5 V8 u) w
    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。
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  2. 切削深度要大 6 b" `3 D' l3 g7 Y, K! g, R
    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。
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  3. 切削加工中不能中途停止走刀 ' k# y/ r, x0 v @" _$ k
    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。
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  4. 机床—夹具—刀具系统的刚性要好 ! x; S2 A$ } d/ M/ u! c
    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。
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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。 * T- ^0 `$ T! ^' |( e% g) O
硬质合金牌号为726 YH052 YW2 . A" [/ x: p' G, K; [0 z- X
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。 ) t4 a% U9 w2 j& l6 o- w# | K

四、加工GLH-5高铬合金车刀常用几何参数

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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°
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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。 - G& l3 R2 Z! f6 F

五、结论

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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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