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当前位置:首页 > 新闻信息 > 行业新闻 > GH3128厂家为你介绍超硬刀具及其选用

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来源 : www.alloy-east.com   发布时间 : 2018-08-06

 随着现代科学技术的发展,各种高硬度的工程材料越来越多地被采用,而传统的车削技术难以胜任或根本无法实现对某些高硬度材料的加工。涂层硬质合金、陶瓷、PCBN等超硬刀具材料因其具有很高的高温硬度、耐磨性和热化学稳定性,这为高硬度材料的切削加工提供了最基本的前提条件,并在生产中取得了明显效益。
  超硬刀具采用的材料及其刀具结构和几何参数是实现硬车削的基本要素,因此,如何选择合金磨头,设计出合理的刀具结构和几何参数对稳定实现硬车削是十分重要的。
  超硬刀具的刀片结构及几何参数
  刀片形状及几何参数的合理确定对充分发挥刀具切削性能是至关重要的。按刀具强度而言,各种刀片形状的刀尖强度从高到低依次为:圆形、100°菱形、正方形、80°菱形、三角形、55°菱形、35°菱形。刀片材料选定后,应选用强度尽可能高的刀片形状。硬车削刀片也应选择尽可能大的刀尖圆弧半径,用圆形及大刀尖圆弧半径刀片粗加工,精加工时的刀尖圆弧半径约为0.8µm左右。
  淬硬钢切屑为红而酥软的缎带状,脆性大,易折断,不粘结,淬硬钢切削表面质量高,一般不产生积屑瘤,但切削力较大,特别是径向切削力比主切削力还要大,所以,刀具宜采用负前角(go≥-5°)和较大的后角(ao=10°~15°)。主偏角取决于机床刚性,一般取45°~60°,以减少工件和刀具颤振。
  超硬刀具切削参数及对工艺系统的要求
  1、切削参数的选择
  工件材料硬度越高,其切削速度应越小。使用超硬刀具进行硬车削精加工的适宜切削速度范围为80~200m/min,常用范围为10~150m/min;采用大切深或强力断续切削高硬度材料,切速应保持在80~100m/min。一般情况下,切深为0.1~0.3mm之间。
  加工表面粗糙度低的工件,可选小的切削深度,但不能太小,要适宜。进给量通常可以选择0.05~0.25mm/r之间,具体数值视表面粗糙度值和生产率要求而定。当表面粗糙度Ra=0.3~0.4µm时,采用超硬刀具进行硬车削比用磨削经济得多。
  2、对工艺系统的要求
  除选择合理的刀具外,采用超硬刀具进行硬车削对车床或车削中心并无特殊要求,若车床或车削中心刚度足够,且加工软的工件时能得到所要求的精度和表面粗糙度,即可用于硬切削。为了保证车削操作的平稳和连续,常用的方法是采用刚性夹紧装置和中等前角刀具。若工件在切削力作用下其定位、支承和旋转可以保持相当平稳状态,现有的设备就可采用超硬刀具进行硬车削。
  经过多年的研究和探索,我国在超硬刀具方面取得了很大的进展,但是,超硬刀具在生产中的应用还不广泛。原因主要有以下几个方面:生产企业、操作者对采用超硬刀具进行硬车削的效果了解不够,普遍认为硬材料只能磨削;认为刀具成本太高。硬车削最初的刀具成本比普通硬质合金刀具高(如PCBN比普通硬质合金贵十多倍),但其分摊在每个零件上的成本比磨削还低,且带来的效益比普通硬质合金要好得多;对超硬刀具加工机理研究不够;超硬刀具加工的规范不足以指导生产实践。
  因此,除了对超硬刀具加工机理进行深入研究外,还必须加强超硬刀具加工知识的培训、成功经验演示及严格操作规范,使这种高效、洁净的加工方法更多地应用于生产实际。


 

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2018-08-15钴的物理、化学性质决定了它是生产耐热合金、硬质合金、防腐合金、磁性合金和各种钴盐的重要原料。钴基合金或含钴合金钢用作燃汽轮机的叶片、叶轮、导管、喷气发动机、火箭发动机、导弹的部件和化工设备中各种高负荷的耐热部件以及原子能工业的重要金属材料。钴作为粉末冶金中的粘结剂能保证硬质合金有一定的韧性。磁性合金是现代化电子和机电工业中不可缺少的材料,用来制造声、光、电和磁等器材的各种元件。钴也是永久磁性合金的重要组成部分。在化学工业中,钴除用于高温合金和防腐合金外,还用于有色玻璃、颜料、珐琅及催化剂、干燥剂等。据英国《金属导报》报道,近期来自硬质金属部门和超合金方面对钴的需求较为强劲。另外,钴在电池部门消费量增长率最高。国内有关报道讲,钴在蓄电池行业、金刚石工具行业和催化剂行业的应用也将进一步扩大,从而对金属钴的需求呈上升趋势。

2016-08-25镍基高温合金的发展趋势
以镍为基体(含量一般大于50%) 在650~1000℃范围内具有较高的强度和良好的抗氧化、抗燃气腐蚀能力的高温合金。
发展过程
镍基高温合金(以下简称镍基合金)是30年代后期开始研制的。英国于1941年首先生产出镍基合金Nimonic 75(Ni-20Cr-0.4Ti);为了提高蠕变强度又添加铝,研制出Nimonic 80(Ni-20Cr-2.5Ti-1.3Al)。美国于40年代中期,苏联于40年代后期,中国于50年代中期也研制出镍基合金。镍基合金的发展包括两个方面:合金成分的改进和生产工艺的革新。50年代初,真空熔炼技术的发展,为炼制含高铝和钛的镍基合金创造了条件。初期的镍基合金大都是变形合金。50年代后期,由于涡轮叶片工作温度的提高,要求合金有更高的高温强度,但是合金的强度高了,就难以变形,甚至不能变形,于是采用熔模精密铸造工艺,发展出一系列具有良好高温强度的铸造合金。60年代中期发展出性能更好的定向结晶和单晶高温合金以及粉末冶金高温合金。为了满足舰船和工业燃气轮机的需要,60年代以来还发展出一批抗热腐蚀性能较好、组织稳定的高铬镍基合金。在从40年代初到70年代末大约40年的时间内,镍基合金的工作温度从 700℃提高到1100℃,平均每年提高10℃左右。
成分和性能
镍基合金是高温合金中应用最广、高温强度最高的一类合金。其主要原因,一是镍基合金中可以溶解较多合金元素,且能保持较好的组织稳定性;二是可以形成共格有序的 A3B型金属间化合物g'[ni3]相作为强化相,使合金得到有效的强化,获得比铁基高温合金和钴基高温合金更高的高温强度;三是含铬的镍基合金具有比铁基高温合金更好的抗氧化和抗燃气腐蚀能力。镍基合金含有十多种元素,其中Cr主要起抗氧化和抗腐蚀作用,其他元素主要起强化作用。根据它们的强化作用方式可分为:固溶强化元素,如钨、钼、钴、铬和钒等;沉淀强化元素,如铝、钛、铌和钽;晶界强化元素,如硼、锆、镁和稀土元素等。
镍基高温合金按强化方式有固溶强化型合金和沉淀强化型合金。
固溶强化型合金
具有一定的高温强度,良好的抗氧化,抗热腐蚀,抗冷、热疲劳性能,并有良好的塑性和焊接性等,可用于制造工作温度较高、承受应力不大(每平方毫米几公斤力,见表1)的部件,如燃气轮机的燃烧室。
沉淀强化型合金
通常综合采用固溶强化、沉淀强化和晶界强化三种强化方式,因而具有良好的高温蠕变强度、抗疲劳性能、抗氧化和抗热腐蚀性能,可用于制作高温下承受应力较高(每平方毫米十几公斤力以上,见表2) 的部件,如燃气轮机的涡轮叶片、涡轮盘等。
此外,镍基合金也可用做航天器、火箭发动机、核反应堆、石油化工和能源转换设备等的高温部件。在现代飞机发动机中,涡轮叶片几乎全部采用镍基合金制造。

2018-04-09      航空发动机用高温合金占高温合金需求的一半以上。随着国内一批新型号航空发动机进入量产,高温合金需求有望快速增长。以歼10B、歼15、歼16为代表的多款三代半战斗机陆续进入列装,WS-10发动机需求持续增长。未来几年,随着国产大型运输机运20的投产,大涵道比发动机将进入量产阶段;小涵道比中推、小推航空发动机也将逐步进入量产。国产航空发动机需求的增长将驱动航空用高温合金需求进入快速增长期。
      高温合金在民用工业中的应用也越来越广泛。高温合金在燃气轮机、车用涡轮增压器、核电、石油石化等行业有着重要的应用。工业化的推进和国内高端装备制造业的发展将持续拉动民用工业对高温合金的需求,目前民用高温合金占总需求的20%,未来这一比例有望持续提升。
       我们根据测算认为,到2020年,我国高温合金需求约为4万吨,对应市场空间90.5亿元:航空发动机、汽车废气涡轮增压器、核电工业用高温合金需求的增长将驱动行业需求的爆发。而目前,我国高温合金产能约1.26万吨,实际产量8000-9000吨左右。高温合金未来7年的需求复合增长率有望超过20%。

2017-04-21在民用工业的很多领域,服役的构件材料都处于高温的腐蚀环境中。为满足市场需要,根据材料的使用环境,归类出系列高温合金。
    1、 高温合金母合金系列
    2、 抗腐蚀高温合金板、棒、丝、带、管及锻件
    3、 高强度、耐腐蚀高温合金棒材、弹簧丝、焊丝、板、带材、锻件
    4、 耐玻璃腐蚀系列产品
    5、 环境耐蚀、硬表面耐磨高温合金系列
    6、 特种精密铸造零件(叶片、增压涡轮、涡轮转子、导向器、仪表接头)
    7、 玻棉生产用离心器、高温轴及辅件 8、 钢坯加热炉用钴基合金耐热垫块和滑轨
    9、 阀门座圈
   10、 铸造“U”形电阻带
   11、 离心铸管系列
   12、 纳米材料系列产品
   13、 轻比重高温结构材料
   14、 功能材料(膨胀合金、高温高弹性合金、恒弹性合金系列)
   15、 生物医学材料系列产品
   16、 电子工程用靶材系列产品
   17、 动力装置喷嘴系列产品
   18、 司太立合金耐磨片
   19、 超高温抗氧化腐蚀炉辊、辐射管。

2019-02-16

INCOLOY 800 H是一种广泛应用于高温承压结构件的奥氏体耐热合金. 800 H的高强度主要是由于添加了碳,铝,钛元素,并且在最低1149℃温度下退火以达到晶粒度ASTM 5等级或者更粗. 
对于800 H在787℃以下使用,焊接使用 82(ER NiCr-3)的焊丝.R A 330-04(N08334)焊丝具有相匹配的热膨胀系数,更高的强度.如果希望获得******的力学强度,最好使用焊丝617(ERNiCrCoMo-1)或者焊条117(ENiCrCoMo-1). 
为了避免800H焊接部件在 538℃ 以上可能发生的应力松弛而导致晶界开裂, 需要在899℃进行焊后热处理,保温时间根据材料厚度每25毫米保温一小时(至少半小时/25毫米厚度),然后空冷. 
材料标准UNS 美标: N08810 W. Nr./EN 欧标:  1.4959 ASTM: B 409, B 408, B 407 ASME: SB-409, SB-408, SB-407 Code Case 1325 
材料特性高的ASME VIII 材料设计许用应力值(许用温度最高到1650°F) 良好的高温耐氧化性能(最高到1900°F) 耐氯离子应力腐蚀开裂 主要应用乙烯裂解炉急冷锅炉 制氢转化炉一段炉下集气管,猪尾管 气化炉内件 电加热元件套管
800H合金具有以下特性: 
1.在高达500℃的极高温的水性介质中具有出色的抗腐蚀性 
2.很好的抗应力腐蚀的性能   
3.很好的加工性
Incoloy 800H 应用范围应用领域有: 
1.硝酸冷凝器——耐硝酸腐蚀 
2.蒸汽加热管——很好的机械性能 
3.加热元件管——很好的机械性能 
对于应用于高达500℃的环境,合金供货态为退火态

2016-12-20GH2909合金是先进航空发动机实现间隙控制技术的重要工程材料,主要用于制造第四代发动机的涡轮中层机匣、承力环和蜂窝支撑环等间隙控制零件,以减少漏气损失、提高效率、降低耗油率。GH2909是在GH2907合金基础上提高了Si含量,调整了热处理工艺而发展起来的。GH2909是Fe-Ni-Co基时效硬化新型低膨胀高温合金,在650℃以下具有高的强度和塑性、低的热膨胀系数、几乎恒定的弹性模量以及良好的抗氧化和冷热疲劳等综合力学性能,可减少转动部件与静止部件之间的间隙,实现间隙控制,节约能源,降低消耗,提高发动机推力,是航空和航天发动机用的理想高温合金材料,因而在飞机发动机中得到了广泛应用。

多年来由于锻造设备条件的限制:仅有2000吨快锻压机,因而大规格高温合金锻棒生产是某公司高温合金发展的短板。GH2909合金大规格棒材的主要问题是:(1)组织粗大、不均匀,进而导致超声波探伤杂波高,甚至底波衰减严重;(2)性能检测数据波动大。随着锻造设备条件的改善:4500吨快锻压机和1800吨精锻机的投产,并为改善和提高GH2909合金大规格锻材质量,开展了锻造工艺对GH2909合金大规格棒材组织与性能的影响研究。

GH2909合金冶炼工艺路线为真空感应+真空电弧重熔,将Φ440mm电极真空电弧重熔成Φ508mm钢锭,钢锭经均匀化热处理后,锻造生产大规格高温合金锻材。

开坯锻造采用逐级降温大变形锻造工艺,每火次变形量均在30%以上;末火锻造加热温度:1000℃;大部分变形温度:≤955℃,终锻温度:≥870℃;并分别采用三种锻造方法:(1)2000吨快锻压机整支钢锭直接拔长+中切分段+分别一火锻造成材;(2)整支钢锭4500吨快锻压机两镦两拔+中切分段+分别一火1800吨精锻机成材;(3)4500吨快锻压机整支拔长+两端打钳口+中切分段+采用漏盘分别两镦两拔+1800吨一火精锻机成材;然后,在棒材上分别取中心、1/2R和边缘组织和横向性能试样,采用光学显微镜观察显微组织和检测力学性能,成品车光后超声波探伤检测。试验结果表明:

(1)2000吨快锻压机设备吨位局限明显。

(2)方法2锻后棒材横截面上中心、1/2R存在少量混晶组织,边缘晶粒达到8级,组织均匀细小。

(3)方法3锻后棒材横截面上中心、1/2R、边缘组织均匀,各部位晶粒较为一致,晶粒度在6级左右。方法3比方法1室温拉伸屈服强度和抗拉强度均增加70MPa以上,室温拉伸塑性也增加明显,达3%以上;高温拉伸屈服强度和抗拉强度均增加20MPa以上,高温拉伸塑性有所降低;持久寿命降低,持久塑性相当。方法3与方法2各项性能检测结果相当。

因此,方法3,即采用4500吨压机整支拔长+两端打钳口+中切分段+采用漏盘分别两镦两拔+1800吨一火精锻机成材,可使GH2909合金大规格棒材组织均匀细小,获得满足标准指标要求的良好的综合性能。

2018-10-27      航空航天飞行器常用的变形高温合金主要有GH3030、GH3044、GH3128、GH3170(GH170)、GH3181、GH4199(GH99)、GH4202、GH586等,这些合金虽然具有良好的综合性能,但是在1100℃时强度都不超过90MPa,限制了其部分应用。1984年,美国Haynes国际工业公司开发了一种可在1100℃ 使用的固溶强化型镍基变形高温合金Haynes230。它是一种综合性能优良的Ni-Cr-W系高温合金,名义成分为Ni-22Cr-14W-0.5Mn-0.4Si-0.02La,合金中加入了大量的W、Cr等难熔合金化元素以提高基体的强度,同时添加少量的C以形成碳化物来阻碍晶粒长大和强化晶界。该合金在1100℃的高温强度可达135MPa、延伸率可达85%,但目前国内获得的商业级Haynes230合金在1100℃的高温强度仅为90MPa左右,与国内合金水平相当。
  2005年以来,研究人员以1100℃用高温合金为目标,避开γ′相沉淀强化型镍基高温合金的变形抗力大、热加工性能差及在高温(﹥0.6T熔)下γ′相的溶解失效问题,结合成分设计理论、合金元素作用原理、成分计算及试验分析工作,设计开发了一种固溶强化型镍基合金Ni-20Cr-18W-Mo(以下简称试验合金)。科研人员以该合金为研究对象,对其综合性能进行了实样检测,通过检测结果系统地分析合金性能特点,为合金应用奠定基础。
  采用真空感应熔炼+真空白耗电极电弧熔炼双联工艺制备试验合金母合金,得到50kg的Φ100mm铸锭,表面见光后从铸锭顶部半径的1/2处取样进行ICP化学成分分析,得到试验合金主要成分为Cr2O.34%、w18.O3%、Mo1.21%、A10.43%、C0.08%、Ni余量。为了减少合金的偏析程度,对铸锭进行1200℃×24h均匀化处理。处理后铸锭加热到1250℃开坯锻造成25mm厚锻件,合金锻造变形量6O%;锻件截取一半热轧成5mm厚板材;剩余锻件及板材在1270℃真空固溶处理保温2h后水淬,线切割试样。试验结果如下:
  (1)Ni-20Cr-18W-Mo合金在高温条件下的热物特性(如热膨胀系数)优于Haynes230等合金。
  (2)Ni-20Cr-18W-Mo合金具有较优异的高温强度及塑性,1100℃时抗拉强度/延伸率可达到131MPa/66.2%,优于商业级Haynes230合金的强度,与Haynes230公布的最高强度基本相当。
  (3)Ni-20Cr-18W-Mo合金在1100℃的氧化速率为0.064g/(m2·h),为完全抗氧化级。
  (4)Ni-20Cr-18W-Mo合金在1100℃、3OMPa条件下初始蠕变阶段和加速蠕变阶段持续时间较长,而稳态蠕变阶段持续时间较短,说明合金高温变形的加工硬化时间和回复软化时间较长。
  (5)试验合金的性能与现有合金相比具有一定优势,但必须注意到目前该合金的相关检测数据都是在铸锭质量及尺寸相对较小的情况下测得的,对于更大质量、更大尺寸,具备商业化应用的铸锭与板材制备还需要进一步开展研究工作。

2020-09-14在进行金属冶炼加工期间经常需要在高温环境下完成,如果材料无法抵抗高温条件就容易出现质量问题,所以现在很多加工场所中都会重视金属材料的选用情况。在科技发展进步的同时也开始产生出大量的合金材料,有的合金材料的广泛应用不仅有效提升了产品的品质,也为人们的生活和工作带来了很多便利条件,目前合金材料的分类方式也比较多,镍基合金就是其中的一种,那么这种金属材料的实际应用效果如何呢?使用镍基合金可以弥补很多传统金属材料所不具备的应用优势,这种合金材料对于高温环境的耐受性很高,所以在高达一千度的温度环境中材料也可以保持原有状态不发生改变,这种材料的强度也很高,而且耐腐蚀性能突出,所以在进行加工生产的过程中更加便捷,材料也可以使用更长时间。
现在镍基合金的应用范围也开始不断扩展,很多行业领域中都会重视这种材料的应用情况,例如在海洋加工领域中可以使用这种材料制作热交换器等装置,另外现在人们也非常重视环保工作的开展情况,在环保领域中使用这种合金材料可以制作废水处理等设备,也可以用于脱硫装置的制作中使用。
能源领域的发展其实也离不开镍基合金的应用,在进行煤炭加工的过程中这种合金材料也发挥着重要作用,是工业加工场所中不可或缺的原料之一。

2019-09-18    在外磁 场作用下容易磁化、去除外磁场后磁感应强度(磁感)又基本消失的磁性合金。磁滞回线面积小且窄,矫顽力( c)一般低于10 Oe(见 精密合金)。19世纪末用低碳钢板制造电机和变压器铁芯。1900年磁性更高的硅钢片很快取代了低碳钢,用来制造电力工业的产品。1917年出现了Ni-Fe合金以适应当时电话系统的需要。后来又出现了具有不同磁特性的Fe-Co合金(1929)、Fe-Si-Al合金(1936)和Fe-Al合金(1950)以满足特殊用途。中国于1953年开始生产热轧硅钢片。50年代末开始研究Ni-Fe和Fe-Co等软磁合金,60年代陆续开始生产一些主要的软磁合金。70年代开始生产冷轧硅钢带。

    软磁合金的主要磁特性 是:①矫顽力( c)和磁滞损耗( h)低;②电阻率( )较高,涡流损耗( e)低;③起始磁导率( 0)和******磁导率( m)高;某些合金在低磁场范围内磁导率( / )保持恒定;④饱和磁感( s)高;⑤某些合金磁滞回线呈矩形,矩形比即剩磁/******磁感( r/ m)高。这些磁性能同合金的结构状态和成分密切相关。合金中的碳、硫、氮和氧等杂质对磁性特别有害,因为它们使晶格畸变,难以磁化,碳和氮还会引起 磁时效现象。软磁合金一般要求成品晶粒尺寸大,以便降低 c和 h值。一般铁磁性金属的磁性随晶轴方向不同而异,如铁的<100>方向易于磁化,<111>方向难于磁化。因此控制晶粒取向可以在材料的特定方向获得更好的磁性能。铁的电阻率( )低,添加某些合金元素可以提高 值,加硅和铝的效果最为明显。在铁中加入任何合金元素(除钴外),都会使它的饱和磁感 s降低。


2017-01-20     760℃高温材料发展过程从20世纪30年代后期起,英、德、美等国就开始研究耐高温合金。第二次世界大战期间,为了满足新型航空发动机的需要,耐高温合金的研究和使用进入了蓬勃发展时期。40年代初,英国首先在80Ni-20Cr合金中加入少量铝和钛,形成γ‘相(gamma prime)以进行强化,研制成第一种具有较高的高温强度的镍基合金。同一时期,美国为了适应活塞式航空发动机用涡轮增压器发展的需要,开始用Vitallium钴基合金制作叶片。
此外,美国还研制出Inconel镍基合金,用以制作喷气发动机的燃烧室。以后,冶金学家为进一步提高合金的高温强度,在镍基合金中加入钨、钼、钴等元素,增加铝、钛含量,研制出一系列牌号的合金,如英国的“Nimonic”,美国的“Mar-M”和“IN”等;在钴基合金中,加入镍、钨等元素,发展出多种耐高温合金,如X-45、HA-188、FSX-414等。由于钴资源缺乏,钴基耐高温合金发展受到限制。
40年代,铁基耐高温合金也得到了发展,50年代出现A-286和Incoloy901等牌号,但因高温稳定性较差,从60年代以来发展较慢。苏联于1950年前后开始生产“ЭИ”牌号的镍基耐高温合金,后来生产“ЭП”系列变形耐高温合金和ЖС系列铸造耐高温合金。中国从1956年开始试制耐高温合金,逐渐形成“GH”系列的变形耐高温合金和“K”系列的铸造耐高温合金。70年代美国还采用新的生产工艺制造出定向结晶叶片和粉末冶金涡轮盘,研制出单晶叶片等耐高温合金部件,以适应航空发动机涡轮进口温度不断提高的需要。

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