K24鎳基高溫合金切削性能試驗研究.pdf

1、高溫合金是以鐵、鎳、鈷為基,能在高溫條件下正常工作的一類金屬材料.高溫合金被廣泛應用在航空、化工、醫(yī)療、核工業(yè)等領域.K24是一種新型的鑄造鎳基高溫合金,主要應用于未來航空發(fā)動機的熱端部件.為了滿足惡劣的使用條件的要求,K24具有獨特的物理力學性能,但正是這些特征,給機械加工造成了困難.在生產(chǎn)加工中K24切削性能極差,切削力非常高,刀具磨損嚴重,為了提高高溫合金的加工效率,降低加工費用,該文對其切削性能進行系統(tǒng)研究.論文構(gòu)建了切削力測試

2、系統(tǒng).根據(jù)試驗要求,完成了切削力測試系統(tǒng)硬件和軟件的整體設計.構(gòu)造了以Kristler壓電測力儀、PCL81 8HD數(shù)據(jù)采集卡和PC為基礎的測試硬件系統(tǒng),并利用VC6.0、虛擬驅(qū)動程序和面向?qū)ο蠹夹g、多線程技術在Windows平臺上開發(fā)了切削力測試軟件系統(tǒng).論文針對軟件開發(fā)中數(shù)據(jù)采集卡類實現(xiàn)、采集系統(tǒng)精確定時、系統(tǒng)中斷響應和數(shù)據(jù)存儲、顯示的同步實現(xiàn)等關鍵技術進行了系統(tǒng)研究,并對系統(tǒng)的整體性能進行了評估.整個切削力系統(tǒng)可以完成多通道、高頻

3、率的切削力實時采集,量程約為±5kN,整體性能完全滿足試驗要求.論文進行了K24銑削和鉆削試驗,針對其切削性能進行了系統(tǒng)研究,并提出相關的建議.通過闡述鎳基高溫合金的組織特點,考察K24的合金成分和物理力學性能,對K24難加工性進行了綜合評價.從設計正交試驗方案出發(fā),利用切削力測試系統(tǒng)對K24進行了銑削和鉆削力測定,研究了切削力曲線特征,獲得了切削力和切削用量之間的定量關系,分析了切削用量對于切削力的影響,并對K24和45鋼切削力進行了

4、對比研究;討論了各類型材料刀具對于高溫合金的切削能力,測定K24切削刀具磨損量和磨損形態(tài),并分析了磨損原因,針對不同類型刀具磨損進行了對比研究;測定了銑削表面粗糙度,分析了切削條件對于表面質(zhì)量的影響,討論了切削溫度分布及切削液的作用;研究表明K24是最難切削材料之一,切削力為通常金屬加工的1.8~2.2倍,銑削表面粗糙度約為Ra0.4~0.9,硬質(zhì)合金刀具主要磨損形式為后刀面磨損、溝紋磨損和主切削刃微崩,造成磨損的主要原因是硬質(zhì)點和加工