（渤海装备兰州石油化工机械厂，甘肃 兰州 730060）
摘要：烟气轮机是一种能量回收的透平设备，是炼油厂催化裂化装置中的关键设备之一。烟气轮机其中最为关键的是动叶片，动叶片的加工制造代表着烟气轮机的核心技术。为了加强企业的竞争力，工厂的技术在不断的研发中，对于烟气轮机动叶片，目前使用材质为GH864。所以本篇论文在对高温合金的特点进行描述，并且对高温合金GH864的切削加工的两种方法进行探讨研究。
关键词：高温合金GH864；切削加工；研究
动叶片是烟气轮机的核心与关键，它需要在非常苛刻的条件下，维持自己的稳定运转，这个苛刻的条件是高温、腐蚀，压力等，所以对材料的要求比较高，高温合金GH864材料能够达到使用要求。但是由于材料性能好，所以在对材料进行冷加工时，这个技术比较困难。这个就是目前在探讨研究的重点内容，使国内企业能够掌握高温合金切削加工的核心技术。
1、高温合金GH864的特点
1.1高温合金GH864的组成成分
这个合金主要是由镍铬组成，占了合金总含量的百分之七十到七十五左右，其中镍的含量高达百分之五十左右，由于镍铬这两种金属元素性质稳定，这个组成就保证了高温合金本身具有了耐高温，耐腐蚀，抗拉拔，延展性强。在实验中，模拟产品使用环境，将温度从常温升高到500℃，这个时候的材料性能非常稳定良好。
1.2高温合金GH864切削加工特性
由于高温合金GH864的成分组成以及机械加工特点，在加工中容易出现切削的难度大，需要的切削力比较大，不容易产生断裂。通过实验中发现在高温的条件下可以降低切削的难度，比钢的相对加工性还要低，但是抗拉的指数要高很多，是钢的五倍左右。
2、高温合金GH864利用高速钢刀具切削加工
2.1高速钢刀具切削加工高温合金GH864问题
目前利用的是高速钢刀具在切削加工高温合金GH864，这个工艺技术应用较广，但是存在一定的问题，使得加工过程中的成本增加。根据高温合金GH864材料本身特点，在利用高速钢刀具进行切削加工中极易产生切屑的粘黏，这些碎屑会在刀具容屑槽内产生堆积和在刀具刃口粘黏的问题，在之后的加工过程中会使得刀具的刀刃锐度减小，这个时候高速钢刀具就会跟零件待加工表面产生巨大的摩擦，产生很大的切削热并且不易散热，从而加剧刀具的磨损。
由于磨损是出现问题的主要原因，所以对于摩擦进行相应的实验。对于摩擦产生相关原因进行分析研究：利用准备的高速钢刀具，这种刀具采用目前应用最为广泛的W18Cr4V立铣刀。对于高速钢刀具的转速按照多数企业的标准制定，转速为每分钟30转，给其一个进给速度为每分钟20毫米，利用标准冷却润滑液进行冷却润滑，切削深度设置为3毫米，切削宽度设置为32毫米，符合实际应用，便于分析。进行了11次的实验中，切削长度为80、75、70、65、60、55、50、45、40、35、30mm，在这个过程中每次都出现了磨损严重导致刀具变形折断的情况，没有办法进行修补，无法继续加工。产生这个的原因进行分析：
1.从材料的自身分析，高温合金GH864本身的韧性比较大，在削切的过程中需要利用机床产生大量的削切力去做功，做功就产生了热量，这个热量不会影响高温合金，但是对刀具会有很大的影响，会使刀具的硬度改变，刀具在切削过程中会变形，这个变形就会产生强烈磨损。
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2.目前高速钢刀具使用在高温合金GH864的加工经验不足，还是按照原来加工的设置方式，但是材料的改变导致这种切削刀具的设置，导致刀具与高温合金GH864距离过小，刀具的刀刃比较锋利，白钢刀的强度相对比较弱，在摩擦过程中产生的热量不易散出，导致刀具与高温合金GH864产生剧烈的摩擦。
3.冷却润滑液是由柴油与废机油的组合，虽然能够有一定的散热的功效，但是散热能力不能满足对于高温材料GH864切削，应该对冷却润滑油进行改进。摩擦作用一是会导致噪音，不利于维持加工车间的安静环境，操作工人必须做好防护措施，否则耳部听力会受到损伤；二是必须进行合理的处理，否则高速钢刀具就会持续受损，并且受损程度逐渐增加，直到刀具弯曲折断，这个不仅会导致切削加工中偏差，这个过程对于刀具耗损是很严重的，会增加产品制造的成本，使产品不具有竞争优势。
2.2高速钢刀具切削加工高温合金GH864改善措施
2.2.1高速刀具耐高温处理
对于高速钢刀具在进行高温合金GH864的切削加工过程中由于摩擦产生的高能量导致的高温，可以对高速刀具进行耐高温处理的角度出发，这个可以从两个方面考虑：一方面是可以直接将高速刀具选用耐高温，耐摩擦的材料，这个可以从整体进行改善；另一个方面是可以将高速钢刀具的刀尖进行耐高温处理，可以研发新的材料或者合金将刀尖镀上一层防护膜，就可以延缓刀具的使用。对于耐高温的处理，是需要研发新的技术，这个过程比较漫长，但是可以从高速刀具自身改善切削加工的工艺。
2.2.2改变刀具设置的参数
对于刀具的设置参数，首先是改变刀具角度的设置，可以减少刀具前角，增加刀具的尖角、减少刀具切削刃的角来增加刀具的刀刃的强度，提升刀尖与高温合金GH864之间的空隙，减小接触，增加散热，减小相应的切削刀具的切削力，帮助高速钢刀具延长使用寿命。对于改变刀具的设置参数的改变需要适中，设置改变太小起不到相应作用，太大会出现别的问题，这个需要寻找适合的设置。这个需要通过大量的实验进行探究出最适合的刀具参数设置，通过上百次的实验得到：前角0°，后角6°～8°，主偏角35°～45°，副前角0°，副后角3°～5°，副偏角2°～3°。这个通过改良的刀具，前角变为零度，刀具的尖角强度比以前增加了1倍还多，选用较小的后角即可提高刀具刃口的强度，也可减小与工件表面的摩擦，主偏角为原来的二分之一，这个是最佳的设置。
2.2.3改善冷却润滑液的配比
对于冷却的润滑液的配比，要从两个方面考虑：一是保证散热；二是保证耐磨。这个就需要油性比较稳定，粘性适度，所以减少废机油的使用，但是缺少润滑就会产生切削困难的问题，柴油散热性能比较好，可以适量使用，以往是由这两种混合作为冷却润滑液，为了减少高速钢刀具与高温合金GH864之间的摩擦，在加上适量的硫化猪油，因为硫化猪油是一种极压抗磨的润滑液。这种润滑油的油膜厚，起到刀具刃带保护的作用。通过多次实验，得出比较适合的配比。
3、总结
通过对高温合金GH864材料特点的描述，简单了解高速钢刀具切削加工用原来的方法是没有办法满足需求的，高速钢刀具淘汰速度非常快，增加了生产成本，然后对高速钢刀具的问题进行多方面的阐述，然后根据问题，提出高速刀具耐高温处理、改变刀具设置的参数、改善冷却润滑液的配比这三个方面来解决问题。只有通过面对问题积极思考，才能不断加强中国企业在产品核心技术的竞争力，才会让中国制造变为中国创新，实现技术的新升级。
参考文献
[1]邱艳芳.采用普通铣削工艺加工GH864高温合金动叶片[J].工具技术,2007(07):99-100.
[2]邱艳芳.高速钢刀具在加工高温合金材料中的应用[J].机械制造,2002(07):44-45.
论文作者:邱黎鹏 李洪祥
论文发表刊物:《知识-力量》2018年7月上
论文发表时间:2018/7/16
标签：刀具论文; 合金论文; 高温论文; 高速钢论文; 加工论文; 耐高温论文; 摩擦论文; 《知识-力量》2018年7月上论文;