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用陶瓷刀片高效加工耐热超级合金

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    解决方案:使用硅铝氧氮陶瓷刀片。这种刀片的切削速度比常规的硬质合金解决方案要快5至10倍。

    随着空中客车380和波音梦幻客机等新型飞机相继投产,商用航空航天业目前正处于繁荣时期。由于各航空公司竞相更新机队,这种繁忙景象很有可能会继续下去。因此,航空航天制造商和部件供货商需要为难以加工的耐热超级合金(HRSA)材料提高生产效率。

    正常运作的航空发动机燃烧室内部是一个极具挑战性的环境,在这里,高达1000˚C的温度十分普遍,其温度和压力可超过传统的金属极限。因此,需要采用专门开发的合金材料来使其中的零部件适应最严酷的温度条件以及确保其结构完整性,而在材料中加入镍和铬能赋予材料优越的耐热性能。

    耐热超级合金是用于燃气轮机内温度最高部分的合金总称,因为它们可以承受高达1000摄氏度的高温而不会对其强度带来任何损害。它们是当今航空发动机制造的最主要材料,而且据预计,其应用将会更加广泛。

    但是,与钢材相比,这些材料的加工性能较为逊色,因为材料会产生很高的切削温度,并会导致常规硬质合金刀片迅速磨损,因此很难加工。此外,取决于合金的不同处理方式,其加工的工作状态也有所差异。这些合金最佳的切削刀具往往是陶瓷制品。

    因此,解决方案是采用陶瓷刀片,这种刀片具有出色的耐热性能,尤其适合制造过程中的粗加工和半粗加工阶段。再加上其优越的耐磨性,陶瓷牌号刀片允许以高于硬质合金刀片5至10倍的切削速度工作,从而极大地提高了生产效率。

    山特维克可乐满为第一阶段和中间阶段加工工序中的一系列任务开发了数种陶瓷牌号。公司的CC670已证明是一种非常有效的刀片,适合第一阶段加工中的重载粗加工应用场合。而针对随后的半粗加工领域的工序,山特维克可乐满正引入另外两个牌号,即CC6065和CC6066,作为CC670的补充。在需要额外刃线安全性的工序中,CC6065被认为是首选的刀片牌号。在所有应用场合,该刀片都具备安全和可预测等性能,在中间阶段加工中是取代晶须陶瓷的经济选择。CC6065也同样适合铣削。CC6060是款具备卓越抗沟槽磨损性的新牌号,此外,它还通过提高切削深度、进给及切削长度来提高生产效率。这种刀片牌号尤其适合用于稳定的条件以及需要控制啮合角度的严格定制编程技术。

    CC6065的耐磨损性能与市场上另一种陶瓷刀片作比较。对比工序是对一种经过时效硬化达到35HRC(洛氏硬度)的Inconel 718锻造外壳进行型腔铣削。切削参数是:Vc=213m/min,fn=0.20ap=25mm,切削时间是5.3分钟。结果表明,CC6065的刀片磨损状况显著低于硬质合金刀片。此外,将CC6060刀片牌号其它公司的陶瓷牌号置于Rene 88涡轮机叶轮的连续切削应用场合中,以评估磨损特征和切削时间。结果显示,CC6060具备更好的抗沟槽磨损性:这种刀片用了10.8分钟才达到对比陶瓷刀片只用3.28分钟就发生的磨损程度。这表明山特维克可乐满生产的陶瓷刀片牌号能通过减少磨损来改善生产效率。