PCBN刀具在Inconel 718加工中的应用
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数控刀具
摘要：高温合金被用于航空工业的动力涡轮机和相关零件的制造。Inco
nel 718是一种难加工材料，加工参数需要根据每个零件进行优化以保证刀具寿命的最大化。本文给出了PCBN刀具加工Inconel合金的应用范围、刀具几何角度推荐，并提供了生产实际中的三个应用案例。
Inco
nel 718的典型金相结构
一、Inconel718应用简介
nel 718是一种沉淀硬化的镍铬合金，含有相当数量的铁、铌和钼，以及少量的铝和钛。它把耐蚀性、高强度与杰出的焊接性能(包括抗焊后破裂的性能)结合在一起。在高达700℃的温度下，该合金具有极佳的蠕变断裂强度。
nel 718零件有：燃气轮机、火箭发动机、原子反应堆、泵、轴和连接件等。
二、PCBN加工Inconel的应用范围
nel 718的PCBN材质等级是非常明确的。用于切削深度小于0.5mm的连续切削已经被证实是非常成功的。而切削深度大于0.5mm的粗加工通常不能成功。半精加工已经被证实是非常成功的，精加工通常要求在被实施前进行试用，因为可能对表面完整性有影响。
- 推荐用于Inconel 718(30～45HRC)车削的工作区域(注：不可用于断续切削。使用E25型切削刃修磨。刀具材质等级CBN100/CBN10)
推荐用于Inconel 718车削的工作区域 - 推荐用于Inconel 718(30～45HRC)割槽的工作区域(注：不可用于断续切削。使用E25型切削刃修磨。刀具材质等级CBN10)
推荐用于Inco
nel 718割槽的工作区域
三、适于Inconel加工的PCBN刀具的几何角度及修磨
- 标准车削
- 当加工Inco
nel 718时，图示的用于标准车削的切削刃修磨是最经常使用的。一个负前角的几何角度与一个E25的倒棱为精加工提供切削刃强度和刀具性能表现的最佳组合。 - 当加工Inco
- 薄壁零件
- 当加工薄壁零件时，使用一个0°前角的几何形状可能是必要的。这将降低在加工过程中产生的切削力，将减少薄壁零件压扁的可能性。
四、加工案例
- 喷气发动机燃烧室
- 材料：Inconel 718锻造毛坯
- 硬度：35HRC
- 表面：已预加工
- 工序：半精加工
- 材质等级：CBN10
- 刀片型号：TNGN110308E25-L1
- 切削速度：350m/min
- 进给量：0.25mm/rev
- 切削深度：0.5mm
- 冷却液：有
- 结果 CBN10=加工时间：6分钟
- 晶须增韧陶瓷=10分钟
- 轴的外圆车削
- 材料：Inconel 718锻造毛坯
- 表面：已预加工
- 工序：半精加工
- 材质等级：CBN10
- 刀片型号：TNGA160408E25-L1
- 切削速度：300m/min
- 进给量：0.10mm/rev
- 切削深度：0.5mm
- 冷却液：有
- 结果 刀具寿命：12分钟
- 轴的割槽
- 材料：Inconel 718锻造毛坯
- 硬度：35HRC
- 材质等级/刀片:
- CBN10=LCGN1604M0-0400E25-LF
- WC=LCMR1604M0-0400-MP，883
- 切削速度：CBN10=170m/min
- WC=30m/min
- 进给量：CBN10/WC=0.2mm/rev
- 切削深度：CBN10/WC=0.2mm
- 冷却液：有
- 结果
- 刀具寿命：CBN10=12分钟
- WC=10分钟
- CBN10使得切削时间下降高达85%，而且改善表面粗糙度
五、结论
nel 718是一种难加工材料，加工参数需要根据每个零件进行优化以保证刀具寿命的最大化。切削刃微崩、后刀面快速磨损和沟槽磨损是在加工这种材料时最常见的问题。切削刃修磨对于刀具寿命有显著的影响。当尝试超过推荐的切削深度时应该小心应对。
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