耐热超级合金的切削加工

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　　为航空航天工业开发的耐热超级合金（HRSAs）现在正越来越广泛地应用于汽车、医疗、半导体、发电设备等行业。除了常见的耐热超级合金牌号（如Inconel　 718/625、Waspalloy、6A14V钛合金等）以外，现在又开发出了多种新型钛基合金和铝/镁基合金牌号。所有的耐热超级合金均属于难加工材料范畴。
　　超级合金的硬度很高，某些钛合金牌号的加工硬度达到330HB。对于普通合金而言，当切削区温度高于1100℃时，材料中的分子结合链就会发生软化，并出现有利于成屑的流动区。反之，耐热超级合金优良的抗高温性能使其在切削加工全过程中均保持高硬度。
3 d; T/ [& j/ O　　耐热超级合金被切削时还具有冷作硬化倾向，很容易造成切削刀片过早崩刃失效。切削时，工件的被切表面会生成耐磨的冷硬鳞屑层，使刀片切削刃快速磨损。
　　鉴于超级合金的难加工特性，加工时通常采用较低的切削速度。例如，用Sandvik GC2040牌号硬质合金刀片铣削超级合金Inconel 718材质刹车键的切削速度为60m/min；用Sandvik 7020 CBN刀片对Inconel 718进行外圆/端面车削的切削速度为80m/min。与此对比，用未涂层硬质合金刀片切削工具钢的切削速度一般可达120～240m/min。切削超级合金时的进给量通常与切削工具钢的进给量相当。
) a" o, w; m; f9 b, q+ e; {% M& x　　加工超级合金时，切削刀片的选择主要取决于被加工材料和工件类型。为了提高加工效率，加工薄壁工件时可选用具有正前角切削刃的硬质合金刀片，而加工厚壁工件时则需要选用具有负前角切削刃的陶瓷刀片，以增强刀片切削时的“耕犁”作用。对于大多数难加工材料，应首选干式切削，以保持刀片切削刃温度恒定。但在加工钛合金时，即使切削速度很低，也必须使用冷却液。
　　由于耐热超级合金在切削过程中始终保持高硬度，因此会加速切削刀片端部倒圆的磨损。采用切削刃圆钝的圆形刀片可大大提高切削刃的强度，但超级合金的冷作硬化倾向会导致刀片崩刃现象加剧。通过在连续多次走刀时改变切削深度，可使刀片避开工件表面形成的冷作硬化层，从而减少刀片崩刃，延长切削刃的工作寿命。一次走刀的切深变化量可为7.6mm，后序切削的切深变化量可为3.2mm和2.5mm。