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精密車削加工粉末冶金零件
精密車削加工粉末冶金零件:
1,高硬度鑄鐵/鑄鋼的加工,如:高鉻鑄鐵、白口鑄鐵、鎳硬鑄鐵等合金鑄鐵;高錳鋼等耐熱耐磨鋼的高硬度粗加工和精加工【可拉荒粗車有夾砂、氣孔的鑄件毛坯】
2,熱處理后的高硬度工件加工,如:淬硬軸承鋼、滲碳鋼、氮化鋼、工具鋼、模具鋼熱后硬切削,可斷續(xù)切削【可背吃刀量ap≤7.5mm大余量加工HRC45-HRC79硬度】
3,其他難切削材料類:高溫合金、粉末冶金,難熔合金如碳化鎢,鎳基,鈷基合金等的加工【可訂做非標,來圖來樣加工】
4,普通灰口鑄鐵、珠光體球墨鑄鐵的高速切削【刀具壽命是合金刀具壽命的10-20倍】
精密車削粉末冶金零件
使用粉末冶金(P/M)工藝制造用于汽車動力系應用的零件在持續(xù)增長。用P/M工藝制造的元件有許多重要獨特的優(yōu)點。故意留在這些零件里的殘余多孔結構對于自潤滑和隔音有好處。使用P/M技術可以生產用傳統(tǒng)鑄造工藝很難或不可能制造的復雜合金。用這樣的技術制造的零件的加工量通常很少甚至沒有,這使它們更便宜而且在材料方面浪費更少。但是不幸的是在這些零件特性商業(yè)上吸引力的背后它們難以加工。
雖然P/M工業(yè)的初衷之一是消除所有的加工,但是這個目標還沒有達到。大多數的零件是‘接近最終形狀’,一定需要某種精加工。然而和鑄件和鍛件相比,從P/M零件上去除的少量材料是典型地很耐磨。
刀具壽命遭到多孔結構的損害,而多孔結構是使P/M零件有各種廣泛應用的特性之一。多孔結構能儲油且隔音,但也產生微觀上的斷續(xù)切削。當往從孔到固體顆粒往復移動時刀尖持續(xù)地受沖擊。這能導致很小的疲勞破裂變形和沿切削刃的細小切屑。更糟糕的是,顆粒通常極硬。即使測到的宏觀硬度在洛氏20~35度之間,但組成零件的顆粒個體會高達洛氏60度。這些硬顆粒導致嚴重而快速的刃口磨損。很多P/M零件是可熱處理的。熱處理后它們更硬更強。最后,由于燒結和熱處理技術和使用的氣體,表面會含硬且耐磨的氧化物和/或碳化物。
性能
包括可加工性在內的P/M零件的大部分性能不僅和合金化學成分相關而且和多孔結構的水平相關。許多結構零件含孔率多達15%~20%。用作過濾裝置的零件的含孔率可能高達50%。在系列的另一端,鍛造或HIP(熱離子壓鑄)零件含孔率1%或更少。這個較后的材料在汽車和飛機應用里正變得特別重要,因為它們獲得更高的強度水平。
P/M合金的抗拉強度、韌性和延展性隨著密度的增加都會增加。也許是以外地,可加工性也提高了。這是因為多孔性對刀尖有危害作用。
含孔率水平的增加提高零件的隔音性能。標準零件普遍的阻尼振蕩在P/M零件里減少。這對機床、空調吹風管和氣動工具很重要。含孔率高對自潤滑齒輪也是必要的。
加工難點
雖然P/M工業(yè)不斷發(fā)展中的目標之一是消除機加工,而且P/M工藝的一個主要的吸引力是只需少量的加工,但是很多零件仍然需要后處理獲得精度或更好的表面光潔度。不幸的是加工這些零件是極其困難的。碰到的多數麻煩是由多孔性引起的。
多孔性導致刃口的微觀疲勞。切削刃在切入切出,它從顆粒和孔之間通過。重復的小沖擊導致產生切削刃上的小裂縫。這些疲勞裂紋增長直至切削刃微崩。這種微崩通常很細小,通常表現為正常的磨料磨損。
多孔性還降低P/M零件的熱導性。其結果是切削刃上的溫度很高并會引起月牙洼磨損和變形。內部相連的多孔結構提供切削液從切削區(qū)域排出的通路。這會引起熱裂紋或變形,在鉆削里尤其重要。
內在的多孔結構引起的表面面積增加還允許在熱處理時發(fā)生氧化和/或碳化。象先前提到的那樣,這些氧化物和碳化物很硬很耐磨。
多孔結構也給出零件硬度讀數的失效這一點極其重要。當有意去測一個P/M零件的宏觀硬度,它包含孔的硬度的因素。多孔結構導致結構的倒塌,得出相對較軟零件的錯誤印象。顆粒個體要硬很多。象上面描述的,區(qū)別是戲劇性的。
粉末冶金零件里夾雜物的存在也是不利的。加工中,這些顆粒會從表面拉起,當它從刀具前面擦過時在零件表面上形成擦傷或劃痕。這些夾雜物通常很大,在零件表面留下可見的孔。
碳含量的參差導致可加工性的不一致。例如,FC0208合金碳含量在0.6%到0.9%之間。一批含碳量0.9%的材料相對較硬,導致刀具壽命差.而另一批含碳量0.6%的材料得到極好的刀具壽命.兩種合金都在允許范圍之內。
最終的加工問題和發(fā)生在P/M零件上的切削類型相關。由于零件接近最終形狀,通常切深很淺。這需要自由切削刃。在切削刃上的積屑瘤經常導致微崩。
粉末高溫合金的切削性能
加工鐵基粉末合金材料的專用合金刀片粉末高溫合金具有組織均勻、晶粒細小、屈服強度高、抗疲憊性能好等優(yōu)點,但是由于其中含有很多(如鉻、鈷、鉬、鈮、鎳、鐵、鉭等)高熔點合金元素且g相含量高,使得粉末高溫合金得到很大的強化效應,在一定的溫度范圍內,隨溫度升高,其硬度反而有所進步,由于其材料本身的化學成分及獨特的多孔性結構,在較小的面積內其硬度值也有一定的波動。即使測得的宏觀硬度為20~35HRC,但組成零件的顆粒硬度會高達60HRC,這些硬顆粒會導致嚴重而急劇的刃口磨損,因此粉末冶金高溫合金是典型的難加工材料。
刀具切削試驗
立方氮化硼(CBN)刀具材料是用六方氮化硼(白石墨)為原料,經高溫高壓燒結而成的無機超硬材料。制造方法為:可做成整體的圓柱形燒塊,或在碳化鎢硬質合金基體上燒結成0.5mm厚的復合刀片。立方氮化硼刀具可用金剛石磨輪磨出新的幾何角度。由于立方氮化硼有很高的硬度和耐磨性、很高的熱穩(wěn)定性、優(yōu)良的化學穩(wěn)定性,適合于難加工材料的切削加工,尤其是粉末高溫合金,,的高速切削加工。
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