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GLH-5高铬合金切削加工性浅析
作者:石家庄工业泵厂 陈利平 袁椒英
一、GLH-5高铬合金材料的引入与特性
1) GLH-5高铬合金材料的引入
目前在工业上,烟气脱硫工程盛行,但在烟气脱硫工艺中,泵输送的介质一是因为含有石灰石、石膏等物质,二是因为含有较高的氯化物和较低的pH值,腐蚀性很强。因此,对泵材料的要求是既耐腐蚀又抗磨,而我厂研制开发的GLH-5高铬合金同时具备了耐腐抗磨特性。GLH-5高铬合金的上要成分见表1。表1 GLH-5高铬合金主要成分(质量分数:%)
成分 C Cr Cu Ni Mo 含量 1.3-2.0 20-30 0.5-4 1-4 1-4
GLH-5高铬合金是铁素体类不锈钢 ,主要应用于电厂烟气脱硫系统。
2) GLH-5高铬合金材料的特性
a. 抗磨性高 GLH-5高铬合金品体中分布了大量的含铬碳化物,且热处理后产生二次弥散碳化物,又沉淀于基体上,因而材料的抗磨性很高。
b. 抗腐蚀性好 GLH-5高铬合金材料中,合金元素强烈提高了基体的电极电位,对材料起到了保护作用,该材料在稀硫酸、磷酸、硝酸等诸种氧化性和还原性酸中,都具有良好的耐腐蚀性能。
c. 导热性差 GLH-5高铬合金材料,由于Ni, Mo的存在,导热性明显降低,由切屑带走的热量少,从而刀具上积聚的热量多,且难于扩散,致使刀具易于发热,温度大幅度上升,万具磨损加快,寿命缩短。
d. 粘附性较高 GLH-5高铬合金具有较高的粘附性,加之材料较硬,不可能采用高速切削,而采用中速切削,这时切削对前面压力很大,增加了摩擦力,这个力阻止了切屑底层的流动,形成滞流层,而切屑上流层流速快,使其产生摩擦升温,产生积屑瘤。使材料“粘结”到刀具上而产生“刀瘤”,给车削带来困难,影响零件表面光洁度。
e. 强度及热强度高 GLH-5高铬合金强度高,使之作用在刀具上的切削力增大,不平衡的切削过程使刀具的振动增强。
二、GLH-5高铬合金材料切削加工的基本原则
1) 切削速度要低
在常规的切削加工中,切削速度对切削刃的温度影响很大,切削速度越高,则切削温度剧增,要选择合适的切削速度。对于GLH-5,因含铬量高,硬度相对大,所以切削速度要低。粗车时,切削速度v= 60~80m/min;精车时,切削速度v=100~140m/min。
2) 切削深度要大
实验表明,切削深度对刀刃温度影响最小,所以采用较低的切削速度,增大切削深度对GLH-5高铬合金的切削是有利的,特别是粗车时,要保证刀刃完全进人被切削的高铬合金表面内,以防止产生磨损或崩刃现象。粗车时,切削深度ap=3~7mm,进给量f=0.3~0.6mm/r;精车时, 切削深度ap=0.5~1mm,进给量f=0.15~0.3mm/r。
3) 切削加工中不能中途停止走刀
GLH-5高铭合金需连续切削,若在加工过程中出现不连续切削,切削中途停止进给,刀刃和切削的高铬合金就会在高负荷下不间断摩擦,容易引起高铬合金的加工硬化、产生烧结和挤裂而损坏刀具。
4) 机床——夹具——刀具系统的刚性要好
机床各部间隙要调整好,主轴的径向跳动要小;夹具装卡工件要牢固,要有足够刚性;刀具切削部分尽量要短,在容屑足够的前提下尽量加大切削刃厚度,提高刀具的强度和刚性。
三、加工GLH-5高铬合金的刀具材料
由于高铬合金材料又粘又硬,车削时硬度高,塑性大,切削变形大,切削力大,冷硬性强和导热性差,在高温下容易和车刀的刀尖表面粘连在一起,而且切削时切屑温度高,刀尖易磨损,所以要选用硬度好,耐磨性高的刀具材料。
硬质合金牌号为726 Y H052 YW 2
陶瓷 刀具应选用圆形(f 16mm×8mm)、方形(13mm×13mm×8mm、15mm×15mm×8mm、16mm×16mm×8mm)、菱形(12mm×12mm×8mm、15mm×15mm×8mm)三种形式的陶瓷刀片。
四、加工GLH-5高铭合金车刀常用几何参数
影响高铭合金零件加工质量的主要参数有前角g ,后角a ,刀具圆弧半径r。如果前角、后角减小,刀尖增大,零件变形增大,切削温度升高,刀具磨损加剧。但若前角和后角过大,虽然刀具锋利,但刀具强度减弱,尤其是对余量大的粗车或连续车削,刀具更易损坏。加工高铬合金的车刀主要几何参数见表2。表2 高铭合金车刀主要几何系数
前角g 后角a 刀具圆弧半径r mm 刃倾角l 0° 5°~8° 0.8~1.2 5°
五、结论
GLH-5高铭合金是我厂自行研制开发的一种耐腐抗磨金属材料。它的研制成功将带动我厂材料史的又一次发展,且随着生产的不断实践,其切削加工性将更加趋向完美与成熟。(end)
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(6/8/2005)
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