在金屬加工中，有些材料特別難以切削合敦。例如充岛，ISO-S材料組中的兩個子類鈦合金和高溫合金耕蝉，就是難切削材料。根據(jù)實驗蒜魄，在相同切削條件下愚贩，這兩材料的切削機理是完全不同的。位于圖賓根的刀具專家瓦爾特公司通過優(yōu)化斷屑槽形驱宴，擴展了車削可轉(zhuǎn)位刀片的應用范圍拌艳。

　　在實際應用中，鈦合金和高溫合金常常使用相同類型的刀片進行加工庸颂。但在ISO-M材料（不銹鋼和耐腐蝕鋼）的切削中已經(jīng)得到了證明：所用的刀具材料和槽形需要有所區(qū)別才能更高效扁钥∷龋“可以用這種方法來解決切削難切削材料加工，”Stefan Lenischenko（瓦爾特公司圖賓根總部研發(fā)人員）解釋說薛训，“為獲得最佳的切削性能和最高的刀具壽命，有必要為鈦合金和高溫合金分加別制定加工方案闸英〗橥啵”對于鋼和鑄鐵加工，通用的可轉(zhuǎn)位刀片可能是最經(jīng)濟的方法沛豌，但是在ISO-S材料范圍內(nèi)赃额，專門的解決方案往往能獲得更好的加工效果。
要求
　　這兩種材料有一些性質(zhì)是相同的：容易粘結(jié)叁渣，加工中易生成積屑瘤溯侦；它們是不良熱導體慷啊，切削中生成的熱量大部份流向切削刃。由于鈦合金和高溫合金的材料特性奢赡，在切削過程中筐积，切屑的形狀和磨損與一般切削是完全不同的。
　　鈦合金切削時容易產(chǎn)生由擴散引起的月牙洼磨損层攀。刀片材料中的碳粒子流入切屑霎肯，可轉(zhuǎn)位刀片受到侵蝕榛斯，切削區(qū)域會逐漸減弱。硬的鍛造表皮备典，材料的高強度增大了崩刃和塑性變形的危險提佣。材料的彈性模量低荤崇，增大了振動的傾向。切削刃一但有積屑瘤形成倚喂，刀片很快就會崩刃瓣戚。
所有這些現(xiàn)象隨著合金晶相中的β相的百分比增大而增強。Ti6Al4V是廣泛使用的材料途培，它同時含有α相和β相注欧，是非常難加工的材料鲜附。新材料Ti-5553是一種商純β相合金，它更加難切削官孝，切削速度只有Ti6Al4V的一半厌圈。但是，令切削專家傷腦筋的材料特性卻讓結(jié)構(gòu)工程師欣喜若狂：高強度材是飛機起落架零件和承載結(jié)構(gòu)零件的理想材料周伦∽ㄅ玻“越來越多使用β相鈦合金這種趨勢是我們將“Sky?tec?”可轉(zhuǎn)位刀片推向市場的動力片排，” 瓦爾特公司的產(chǎn)品經(jīng)理解釋說∑嚷“常規(guī)可轉(zhuǎn)位刀片不能滿足鈦合金切削對刀片性能和刀具壽命的要求∏颍”
　　高溫合金的加工也常常受到鍛造表皮的困擾家卖，同時它還受到材料易于受到冷作硬化的影響，特別切削過程中很大的切削力會引起切削刃過載捅硅。對于鍛造高溫合金零件沙螺，例如航空工業(yè)中發(fā)動機典型零件，切削深度是變化的藕龄。在這樣的情況下籍投，難于選擇合適的切削參數(shù)。Stefan Lenischenko 強調(diào)說：“最佳切削參數(shù)的范圍非常小元丈〈ǎ”
　　高溫合金也采用類似鋼使用的方法，加以熱處理焊唬。在高溫合金的車加工的零件中看靠，大約百分之八十都處于淬硬狀態(tài)挟炬。加工人員面對的是40-45 HRC硬度或1,200-1,600 N/mm2的強度。切削刃的塑性變形婿滓，崩刃和溝槽磨損是刀片失效的主工原因。在高溫合金切削過程中橘券，切屑常常沖擊可轉(zhuǎn)位刀片的后刀面，形成很大的沖擊力卿吐，刀片面臨著崩刃的風險荞诡，加工硬化會引起的溝槽的磨損两漫。風險疊加汤袭，一方面要求有刀片有相對穩(wěn)定的切削刃，另一方面席栅，更加重要的是要求刀片有較為鋒利的槽形。這就向研發(fā)人員提出了調(diào)和這兩種的要求的挑戰(zhàn)暖鬓。

解決方案
　　瓦爾特公司已經(jīng)開發(fā)和推出了兩組用于ISO-S材料的可轉(zhuǎn)位刀片麸档，每一組都有優(yōu)化的槽形：用于鈦合金的是 Sky?tec?系列三種槽形NFT缆刁、NMT和NRT；用于高溫合金的NMS和NRS型槽形诗舰。開發(fā)的首要目標是極大程度提高刀具壽命和優(yōu)化斷屑能力警儒，以彌補在加工ISO-S 材料方面具方面的不足蜀铲。對于加工部門來說，切削過程中刀具破損引起的加工中斷是不可接受的属百，這會導致昂貴的零件的報廢记劝。刀片槽型是根據(jù)字母識別的族扰，字母T表示用于鈦合金加工，字母S用于高溫合金加工别伏，F(xiàn)、M和R則代表加工方法：精加工、半精加工和粗加工武帚。N代表刀片后角基本形狀幌瓦。Sky?tec? 產(chǎn)品系列名稱指示了應用的基本領(lǐng)域：航空工程。無論何處苫担，只要有鈦合金脓甘，一般來說就會伴隨有高溫合金滓层。例如：燃氣輪機禁糖， 冷的一邊主要用如Ti6AlV4之類的合金制造的，熱的一邊主要是用高耐熱材料制造的狞穗，例如Inconel 718概丢。Gerd Kussmaul 說：“我們是完整的提供商，我們的目標就是提供用于特殊應用領(lǐng)域的完整解決方案民轴。Sky?tec?槽形刀片是加工燃氣輪機的首選攻柠。”
　　所有用于ISO-S 材料組的可轉(zhuǎn)位刀片都有一個特點瑰钮，就是稍微磨圓的刀尖圓角轻抱。這對切削刃承受切削力和散熱是必不可少的。槽形的細微差別较店，決定了刀片的不同應用領(lǐng)域。
　　Sky?tec?鈦合金系列刀片具有專用的容燕、窄的斷屑槽梁呈，這是為了獲得良好的車削加工斷屑效果所采取的改動，能夠顯著地改變已經(jīng)成形的切屑的形狀蘸秘，即使是在刀片磨損的狀態(tài)下官卡。NRT粗加工槽形的特點是有一個特別穩(wěn)定的結(jié)構(gòu)，倒棱較寬僚洋，這是保持對月牙洼磨損控制的有效手段剥乍。半精加工NMT槽形穩(wěn)定性好泊术，曲線的切削刃沃菩，用以減小切削力，在不穩(wěn)定零件或仿形加工中都表面穩(wěn)定铝寿。NFT精加工槽形 – 優(yōu)化的鋒利切削刃片迁，周邊全磨削，保證切削的高精度陷克。
　　從外觀上看，用于鈦合金切削的可轉(zhuǎn)位刀片并不突出版幕。Kussmaul說：“常規(guī)的金色或香檳色涂層通常是沒有的乏束。” 他又說“超過百分之八十的用于鈦合金切削的可轉(zhuǎn)位刀片沒有涂層掰儿≈韫”這樣做是因為對刀片材料的抗月牙洼磨損有很高的要求：“在這些環(huán)境中抚官，涂層不能提供任何優(yōu)點扬跋。這就是我們推薦無任何涂層的刀片的原因×杞冢”
　　用于高溫合金的可轉(zhuǎn)位刀片需要有鋒利的槽形钦听。正前角加刃口全倒棱保證切削刃的穩(wěn)定性。正前角槽形與PVD Al2O3涂層結(jié)合倍奢。用于高溫合金的可轉(zhuǎn)位刀片一般都有涂層朴上，它顯著地提高了刀具壽命。瓦爾特專家為這兩種槽形提供了 WSM10和WSM20兩種PVD Al2O3涂層的刀片材質(zhì)卒煞，PVD涂層溫度低痪宰，刀片韌性好，Al2O3涂層起到了高效的絕熱體的作用畔裕。
　　與鈦合金系列的窄斷屑槽相反衣撬，NRS 和NMS槽形需要有較大的切屑變形空間，如果高溫合金的切屑變形太過劇烈而產(chǎn)生加工硬化扮饶，則刀片會迅速損壞具练。NRS槽形具有較寬的斷屑槽，可以保持較深的切削深度惜肃，而NMS槽形的斷屑槽稍窄喝壹。
　　開發(fā)人員強調(diào)說：“對于高溫合金，我們已經(jīng)獲得了分別用于粗加工和半精加工的兩個槽形盲狈。所以旱已，基于相同的原理我們推導出用于精加工的槽形肌蛮，刀片刃口的倒棱應該非常小，這就是我們應該怎樣使用Sky?tec? NFT槽形的形狀開發(fā)新結(jié)構(gòu)的出發(fā)點殿漆〈浦ǎ”NFT鈦合金精加工槽形也適用于高溫合金的精加工，這對工程師來說很重要腊匆。

結(jié)果的選擇
　　幾個應用實例已經(jīng)證明優(yōu)化的可轉(zhuǎn)位刀片是值得投資的盼蝴。對于用Ti6Al4V 制造的直徑為1.8 m的燃氣輪機殼體的粗加工，一個制造商過去一般采用與切削ISO-M材料通用的槽形隙趣，刀片的材料也是適用于鈦合金的材料卖织。制造商現(xiàn)在能采用的一種新的解決方案來處理加工過程中更換刀片的問題。使用相同的切削參數(shù)（vc= 55 m/min.旱万， f= 0.4 mm/rev.萤晴， ap= 2.3 mm），使用全新年的瓦爾特Sky?tec? NRT槽形和WS10切削刀具材料胁后，幫助制造商達加工過程中無需更換刀具的問題店读，同時在加工過程中形成一致的短切屑。
　　另一個制造商的任務是車削用Inconel 625制造的板攀芯，板的直徑為230 mm 屯断，它是用于化學工業(yè)的一個部件（200 HB，約 900 N/mm2）侣诺。在加工過程中殖演，生產(chǎn)主管將瓦爾特的NMS 槽形和WSM10切削刀具材料與其它切削刀具供應商推薦的ISO-M和ISO-S材料通用的可轉(zhuǎn)位刀片作了比較。 測試中年鸳，切削參數(shù)保持不變（vc = 50 m/min.趴久，f= 0.2 mm/rev.，ap= 3 mm）搔确。在僅僅18分鐘后彼棍，由于切削刃上的溝槽磨損和崩刃，而刀片失效膳算。而由瓦爾特的NMS槽形的刀具直到33分鐘后座硕，還沒有任何溝槽磨損。就加工件數(shù)量來說涮婿，瓦爾特以11對6棍丽，取得了勝利。
關(guān)于ISO-S材料的說明
　　鈦合金 代表航空工業(yè)中使用的百分之八十的材料掠佛。這些材料的其它重要應用包括醫(yī)藥慈翔、化學和石化工業(yè)等。 根據(jù)它們的微觀結(jié)構(gòu)蔽碘，α相（Ti13V11Cr3Al）因镊、α－β相（Ti6Al4V）和β相（Ti-5553）是有差別的托茅。
　　高溫合金 分為鎳基合金（例如Inconel、Waspaloy）晋劫、鈷基（例如Corodur层焚、Jetalloy 209）和鐵基合金的不太通用的組別（例如Incoloy 800、Jethete M-152）怎机，最后一種合金有點類似鋼材料岸腔。除了航空工業(yè)需要將高溫合金用于它的發(fā)動機外，其它對高耐熱材料有很高要求的主要行業(yè)包括化學和石化工業(yè)仲闽、能源部門以及汽車行業(yè)的某些領(lǐng)域脑溢，汽車工業(yè)將這些材料用作渦輪增壓器或閥門的材料。

（瓦爾特集團）

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