高温铸造合金HC的插削加工

    随着市场经济的飞速发展，高温合金尤其是HC的应用范围逐渐扩大，随之也带来了一些机加工尤其是插削加工的难题。

  1．影响HC合金切削加工性的因素

    (1)金相组织的影响  未经同溶处理的HC合金的金相组织是奥氏体一金属问化合物和碳化物。γ′相(金属间化合物Ni₃Al(Ti))是HC合金的主要强化相。γ′相含量越多，HC合金高温强度、高温时的延伸率和断面收缩率也愈大，切削电愈困难。γ′相的硬度虽不高，但在温度升至600℃左右前，其硬度随温度的升高而有所提高，但这时刀具的硬度却随温度的升高而过多地下降，使切削加更为困难.

    (2)物理性能的影响HC合金的导热性很差，热扩敞率仪为碳钢的l／4，故功削温度很高，可达750～1000℃。此外，加工硬化严重，硬化程度可达200%～500％。因此，需增大切削力，可达45钢的2~3倍。

    (3)合金元素的影响  在HC合金中MO含量为15％~17％，远远大于2％~3％。因此，能使同溶体大大强化，插削加工性能变差。另外Hc合金中含有较高的Cr，使析出相明显增加。致使其组织均匀性较差，因而硬度有昕提高。

    (4)铸造凶素一股铸造HC合金要比变形HC合金的组织均匀性差，使插削性能变差。

  2．改善HC合金插削性能的办法

  (1)固溶处理我经过对多批次的HC合金铸件做材质分析，特别是影响切削加工的Mo和Cr含量偏低的HC合金，其插削性能并不理想(因Cr含量偏低导致含量相对增多，更易形成碳化物硬质相)。在对HC合金硬度检验中发现表面硬度的高低，并不能实际地反映出插削性能的优劣，可见成分的偏析是导致加工性能变坏的主要因素。HC合金在1250℃水里进行2h水冷固溶处理。这样会使金属间化合物转变为固溶体而析出较少。同时减少碳化物硬质点的相，使组织均匀，极大地改善加工性能。

    (2)刀具在HC合金铸件插削中，多次出现插削困难。经过对刀具的调整，已能摹本达到产品要求。考虑到插削加工断续、冲击大的特点，我最初建议采用W2M09Gr4VC08抗弯强度(2.7GPa)、冲击韧性(0.23MJ／m²)。但由于刀具硬度不高，特别是在600℃时的硬度下降较快，所以效果不理想。YG8有较高的抗弯强度(1.5GPa)，能承受较大的冲击载荷(0.4KJ／rm²)，使插削有了较大的改善。但对合金中的硬质点，仍存在刀具磨损快、粘刀和易崩刃的现象。为此，我选用了具有较高的耐热性、高温韧性和抗粘刀性YG813，取得了较显著的效果。

    (3)刀具参数在实际的操作中，我发现原有刀具后角α。偏大，导致刀具强度较低，福偏角Κ′r偏大致使工艺系统刚性不足。我要求插床工严格控制刀具参数：后角α。=2°~3°、前角γ。=3°～5°、副偏角，Κ′r=l°～2°。基本满足了插削的要求。

    (4)切削用量考虑到HC合金的切削温度高、韧性好，我们改进了切削参数。切削速度υe=0.5m／s，进给量f=0.1 mm，背吃刀革αP=0.25mm。

    (5)切削液考虑到HC高温铸造合金及所用合金刀具以及多年的实践经验，我要求在插削时不使用切削液，效果比使用时好。

    3．结语

    通过HC铸造合金的插削实践，我总结了许多经验和方法，不仅解决了生产中的实际问题，还减少了外协线切割的大量费用，大大降低了成本，为公司顺利完成生产任务提供了可靠的保证。