當前在機械制造中,由于產品的快速更新換代,因而對零件的選用也有了更高要求,特別在航天、大型電站和艦船等行業的制造中,一些難加工材料如高溫合金、鈦合金、耐熱不銹鋼、復合材料等,已被廣為采用,其中應用面大且較為常用的高溫合金材料的加工更受到了更多關注。
高溫合金,通常分為三類,即鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金,從難加工程度來說,鎳基高溫合金的加工應該說更具有典型性和代表性,高溫合金,通常分為三類,即鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金,從難加工程度來說,鎳基高溫合金的加工應該說更具有典型性和代表性。高溫合金難加工的主要原因簡單地說可歸納為四個方面:一是材料高溫強度高,加工硬化傾向大,一般鎳基高溫合金的單位切削力比中碳合金鋼高50%;加工后工件表面層的加工硬化及殘留應力大,硬化程度可達200%~500%;二是導熱性差,它的導熱系數約為45鋼的1/5~1/2,故切削溫度高;三是對刀具的粘結傾向大,在對高溫合金加工時極易產生積屑瘤,使切削不穩定,從而影響了加工表面質量;四是強化元素含量高。在合金中形成大量研磨性很強的金屬碳化物,金屬間化合物等硬質點,對刀具有強烈的擦傷作用,高溫合金的下料,是機械制造中的首道工序,傳統的下料工藝工序,一般是在臥式帶鋸床上采用環式雙金屬帶鋸條將棒料或不同截面的零件毛坯切斷(普通合金工具鋼和高速鋼帶鋸條無法進行高溫合金下料加工)。
帶鋸條采用高性能高速鋼雙金屬(刃口材料為M42)來切割難加工的高溫合金,其切削效率低,壽命也極短,以切割一件直徑為130mm的鎳基高溫合金棒料為例(材料為GH4169),采用M42雙金屬鋸條一般一件下料的時間約為8~10小時,而且一根鋸條的壽命也只能下一件,后我們選用了一種超硬型雙金屬帶鋸條(牌號為M51),用該鋸條對同規格、同材質的高溫合金棒料下料加工,其結果是在刀具切削效率和壽命方面都略有提高,但提高的幅度僅在15%~20%之間(該鋸條切削刃處的硬度為67~69HRC),我們認為用這種材質和類型的帶鋸條加工高溫合金不能滿足生產的要求,為此我們經過多種方案比較,后選用了具有高硬度的硬質合金帶鋸條,經過試驗和實踐應用,的確,硬質合金帶鋸條在對高溫合金下料加工中取得了明顯的效果,滿足了生產進度的要求。缺點是這種帶鋸條,價格昂貴。