GLH-5高铬合金切削加工性浅析
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摘要:分析了GLH-5高铬合金的引人与特性,并对其切削加工性进行了探讨。

一、GLH-5高铬合金材料的引入与特性

  1. GLH-5 高铬合金材料的引入
    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。
    表1 GLH-5高铬合金主要成分(质量分数:%)
    成分CCrCuNiMo
    含量1.3~2.020~300.5~41~41~4
    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。
  2. GLH-5高铬合金材料的特性
    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。
    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。
    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。
    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。
    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。

二、GLH-5高铬合金材料切削加工的基本原则

  1. 切削速度要低
    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。
  2. 切削深度要大
    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。
  3. 切削加工中不能中途停止走刀
    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。
  4. 机床—夹具—刀具系统的刚性要好
    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。

三、加工GLH-5高铬合金的刀具材料

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。
硬质合金牌号为726 YH052 YW2
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。

四、加工GLH-5高铬合金车刀常用几何参数

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°
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。

五、结论

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。
本文作者:石家庄工业泵厂 陈利平 袁椒英
原载:《通用机械》2003年第3期
上载于:2007-6-25 16:26:41

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