鎳基鑄造高溫合金K24激光加熱輔助銑削技術研究.pdf

1、鑄造高溫合金K24具有較好的高溫強度、抗氧化、抗熱腐蝕、抗疲勞和斷裂韌性等綜合性能,工作溫度可達到800°C以上,已成為燃氣渦輪發(fā)動機高溫端部零件不可替代的關鍵材料。然而,鑄造高溫合金K24的切削加工性較差,刀具磨損嚴重,加工效率低。激光加熱輔助銑削是改善難加工材料切削加工性的一種行之有效方法,通過對材料進行局部預熱,改善材料的切削加工性能,繼而達到減小刀具磨損和提高加工效率的目的。本文針對鎳基鑄造高溫合金K24的激光加熱輔助銑削技術開

2、展銑削過程仿真與試驗研究。論文主要研究工作包括:
　　研究了K24材料對激光的吸收及生熱機理,采用仿真與試驗相結合的方法得到了K24材料對YAG激光(波長1064nm)的吸收率,通過理論分析確定了激光加熱輔助銑削加工K24材料的適宜溫度。
　　建立了激光加熱輔助銑削K24的傳熱有限元模型,仿真分析了激光加熱輔助銑削加工K24的溫度場分布,并通過熱電偶測溫試驗驗證了仿真計算的準確性,研究了工藝參數(shù)對切削區(qū)域溫度場分布的影響規(guī)律

3、,為后續(xù)試驗研究提供理論依據(jù),并在此基礎上給出了激光加熱輔助銑削加工K24工藝參數(shù)的選擇方法。
　　搭建了激光加熱輔助銑削K24的試驗系統(tǒng),系統(tǒng)組成包括數(shù)控銑削機床、激光加熱系統(tǒng)及數(shù)據(jù)采集與分析系統(tǒng)。利用該試驗系統(tǒng)對K24進行了激光加熱輔助銑削試驗研究。確定了K24材料激光加熱輔助銑削加工工藝參數(shù)的選用原則,研究了工藝參數(shù)對銑削力的影響及規(guī)律,通過切屑微觀組織形貌、表面粗糙度、硬度及變質層的分析,揭示了激光加熱輔助銑削加工K24的