航空用镍基高温合金切削现状研究

镍基高温合金的力学、抗氧化、抗高温变形的性能很好,但是导热系数低、材料塑性大和加工硬化等问题常常制约着镍基高温合金的广泛使用。所以分析和研究零件材料的切削性、刀具制作材料以及切削参数等现状,对解决镍基高温合金难加工问题有很大的帮助。     

镍基高温合金铣削加工的残余应力研究

对硬质合金与陶瓷两类不同刀具分别以低速湿式铣削和高速干铣削方式加工镍基高温合金GH4169时的已加工表面残余应力进行研究.采用X射线衍射法测量铣削后的工件表面残余应力.采用涂层硬质合金刀具在较低铣削速度30～90m/min并浇注切削液的条件下铣削GH4169时,可在工件表面形成残余压应力或相对较小的残余拉应力,对残余应力数据进行统计分析.结果表明,刀具和铣削速度对表面残余应力均有显著影响,而且表面残余应力总体上随着每齿进给量的增加而呈现拉应力增加的趋势.采用涂层Al2O3-SiCw和Sialon陶瓷刀具以较高铣削速度300～1100m/min干铣削GH4169时,工件表面都将形成很大的残余拉应力.镍基高温合金GH4169的精加工更适合采用硬质合金涂层刀具并浇注切削液充分冷却,而陶瓷刀具干铣削则更适合于GH4169的粗加工.     

镍基高温合金零件的摆线铣削高效加工技术

针对镍基高温合金零件的高效加工难题,提出一种高效铣削方法——"摆线加工",即采用大切削深度和合理的径向进给量加工零件,总结出选择切削深度这一重要切削参数的经验公式,获得了优化的切削参数,并将摆线铣削加工方法成功应用于GH3536、GH4169镍基高温合金深孔零件的加工中。实践证明,该方法能够缩短加工时间50%～75%,延长刀具的使用寿命,是一种具有很高应用价值的镍基高温合金材料高效铣削技术。     

镍基粉末高温合金的研究进展

镍基粉末高温合金主要应用于航空航天领域,是高推重比发动机的关键材料.本文综述了近年来国内外镍基粉末高温合金在成分设计、粉末制备、成形、烧结及后续热处理等方面的研究成果和存在的问题,提出了镍基粉末高温合金今后的发展方向.     

镍基高温合金的磨削特征

以GH4169高温合金为主要研究对象,论述了高温合金的磨削特征。由于高温合金的难磨性以及磨削时砂轮表面存在严重的粘附物,因而使磨削力和磨削温度显着增高,磨削比非常低。     

镍基单晶高温合金的发展

概述了镍基单晶高温合金的发展历程,分析了其成分、相组成、热处理的特征和持久变形及强化机制,给出了其持久性能数据,并指出了发展趋势。     

镍基高温合金的平衡合金化

铝和过渡族元素在镍的面心立方晶格中的极限共同溶解度,取决于组元的平均原子量与其化合价电子浓度之间的线性关系。这一规律建立在平衡合金化规则的基础上,借助此规则,通过对失衡度及其符号的不太复杂的计算,便可预测有害于合金的化合物的形成及元素的偏析。采用平衡合金化规则评定相的稳定性,比现行相计算法有许多优点。平衡合金化规则不仅可广泛用于实际冶金学,而且可用于新合金化系统相的状态的研究。     

新型镍基粉末高温合金的高温变形行为

采用Gleeble-1500热模拟机对新型第三代镍基粉末高温合金FGH98Ⅰ在不同变形温度(950~1150℃)及不同变形速率(0.0003~1s-1)下高温变形行为进行了研究,绘制了动态RTT曲线,并建立了合金的热变形本构关系。结果表明:合金的流变应力随变形温度的升高和应变速率的降低而降低,当变形温度≤1100℃、应变速率≥0.0003s-1时,其流变应力随应变量增加呈动态再结晶特征;在应变速率≤0.01s-1的高温变形条件下,其动态再结晶的开始时间与变形温度无线性关系;实验验证了采用考虑应变量的双曲正弦模型能较好地反映合金在热变形过程中流变应力的变化规律。     

镍基高温合金BTOP工艺的发展

高温处理熔体（ＢＴＯＰ）是一种已在俄罗斯航空工厂广泛应用的工艺技术，镍基高温合金用此工艺处理后能明显地提高合金的质量，改善合金的工艺性和提高合金的工作性能，降低铸件废品率。本文综述了高温处理熔体工艺技术的研究方法、作用机理及其对铸件组织、性能和质量的影响。     

镍基高温合金GH4169电解加工ηω-i曲线测定

对GH4169电解加工ηω-i内在规律进行了试验研究，通过测量和计算，得到了准确的删及ηω-i的特性曲线，试验结果显示了它与电解加工普通材料所得到的ηω-i曲线规律有着明显的区别——不存在截断电流密度，不能用以往的规律来研究GH4169这种材料，应当考虑电解液与加工材料的匹配。     

陶瓷刀具切削高温合金试验研究

本文通过对陶瓷刀片车削镍基高温合金GH4169机理的研究,得到了切削速度、进给量和切削深度对切削力及切削温度和表面粗糙度的影响,进而优化切削工艺。借助olympus的3D测量激光共焦显微镜,得到了刀片的磨损形貌,并对其做了简要分析。     

高速切削GH4169高温合金时的残留变形及切削力仿真

应用ABAQUS有限元分析软件建立了高速切削镍基高温合金GH4169的二维切削仿真模型,对切削过程进行了模拟,获得了切削过程中的应力变化及分布情况、切削速度和切削深度对切出端应力分布、残留变形及切削力的影响。研究结果表明:在切削过程不同的切削阶段中第一变形区的最大等效应力大小总体变化不大;切削速度对工件切出端应力分布的影响不大,切削深度增大使得较大应力分布面积明显增大;刀具切出工件后在工件切出端处会形成塑性延伸变形,塑性延伸长度在切削速度较低时较大,而在切削速度较大时较小且变化不大,塑性延伸长度随着切削深度的增加而增加;切削分力F_x随切削速度和深度的增大而增大,F_y随切削深度的增加而有所增大,但切削速度对F_y的影响较小。切削深度对F_x的影响较切削速度更大。     

Ti6Al4V钛合金大进给铣削切削力与切削温度的试验研究

采用可转位涂层硬质合金刀具对Ti6Al4V钛合金进行了大进给铣削试验,研究分析了大进给铣削Ti6Al4V钛合金时每齿进给量、切削速度、轴向切深以及径向切深等切削参数对切削力和切削温度的影响。研究结果表明,随着每齿进给量和轴向切深的增加,切削力均呈现增大的趋势,而切削速度和径向切深对削力的影响并不明显;随着每齿进给量和切削速度的提高,切削温度亦呈现升高的趋势。     

高温合金材料冷加工技术

论述了高温合金GH4169的性能、加工方法、切削参数、刀具材料、冷却介质以及加工过程中应注意的事项。     

拉刀钝圆半径对高温合金拉削表面质量的影响

ＧＨ761是我国自行研制的涡轮盘用新型高温合金 ,具有卓越的物理机械性能 ,但切削加工性较差。在ＧＨ761拉削加工中 ,拉刀磨损直接影响着表面质量。刀具的磨损通常用后刀面磨损值ＶＢ表示 ,在薄切屑低速拉削时 ,ＶＢ值变化极其缓慢。在试验中 ,60ｍｍ长的工件连续拉削 2 4 0ｓ(相当于拉削五六个涡轮盘榫槽的时间 ) ,才形成比较均匀的后刀面磨损带 ,但此时拉刀却已磨损得不能使用。据观察 ,此时拉刀钝圆半径ｒｎ 有相当明显的增长 ,ｒｎ 值的变化反映了拉刀磨损的程度 ,同时也是影响拉削表面质量的主要因素。我们用模拟拉削的方式做了工艺试…     

钛合金螺旋铣孔的切削力和切削温度试验研究

螺旋铣孔技术是航空装备制造领域新出现的制孔技术,因具有加工质量好、效率高等优点被用于加工钛合金、复合材料等难加工材料.采用包括切削速度、切向每齿进给量、轴向每齿进给量和螺旋导程4个基本加工参数描述螺旋铣孔过程,分析了基本参数和螺旋铣孔输入加工参数(自转、公转、进给)之间的关系.在自行研制的螺旋铣孔试验平台上开展了钛合金材料的加工试验,研究了钛合金螺旋铣孔加工中切削温度及切削力的特征,以及基本加工参数对切削温度和切削力的影响规律.试验结果表明,在螺旋导程一定时,切削温度主要由切削速度决定,而与轴向每齿进给量及切向每齿进给量无明显关系;而切削力的影响规律与切削温度相反.切削温度是影响螺旋铣孔过程中刀具磨损及加工孔质量的主要因素.在需同时保证加工效率及加工质量的前提下,应尽量选择大的切向每齿进给量、大的轴向每齿进给量和较低的切削速度.     

涂层硬质合金刀具加工镍基合金的应用

本文在对镍基合金进行系统车削实验基础上，研究了多种先进硬质合金刀片的切削性能。并对涂层硬质合金刀片独特的优良性能进行了论述。文中从抗磨料磨损、抗扩散磨损及抗氧化磨损几方面，对涂层刀具的切削机理进行了分析研究。     

Nb-Si基超高温合金研究进展

铌-硅基合金(Nb-Si)具有较高的高温强度,在室温下具有一定的韧性,并且其熔点高、密度小,有望作为1200～1400℃温下工作的发动机叶片候选材料。近年来国内外把Nb-Si基合金作为研发高推比发动机叶片的主要后继材料之一,有望在短期内性能上获得突破,成为新一代高温结构材料[1]。     

变形高温合金中钛含量测定方法的研究

运用N2O-C2H2火焰原子吸收光谱法测定变形高温合金中的钛含量。考察了钛的最佳测定条件以及线性浓度范围。在样品测定中对干扰因素进行了综合考虑。实验表明：该方法具有干扰小、选择性好,操作简便、容易掌握、分析周期短等优点;测定样品钛含量在10-60 mg/L时,其相对标准偏差均小于1.0%（n=10）;标准加入回收率均为97.2%-98.3%（n=6）;该分析方法适用于变形高温合金中钛含量的测定。