創(chuàng)新的工程技術推動了醫(yī)療酣器、發(fā)電和航空航天等關鍵行業(yè)中零件生產(chǎn)的高速發(fā)展眉崩。這些行業(yè)的精密零部件，要求工件材料能夠提供高耐熱性和耐磨性脖煮、極佳的剛度以及堅如磐石的質(zhì)量和可靠性贬奢。這類材料的典型代表是ISO-S合金，也就是鎳基蜀骗、鈷基和鐵基高溫合金 (HRSA) 以及鈦合金悦追。這些材料的熱硬度、強度限寞、抗蠕變和耐腐蝕性非常好忍啸，使其廣泛應用于關鍵應用領域中。

然而履植，這些合金的有益屬性也帶來了不同于傳統(tǒng)鋼鐵加工的加工特性计雌。ISO-S材料的加工之所以具有挑戰(zhàn)性，是因為合金的熱傳遞較差玫霎，也稱為導熱性低凿滤。加工時產(chǎn)生的熱量（約 1100 至 1300 攝氏度）被刀具和工件吸收，而沒有被切屑帶走庶近。因此翁脆，刀具壽命受到影響，并且會造成零件變形鼻种。此外反番，在加工時，這些合金還具有發(fā)生應變硬化和沉淀硬化的趨勢叉钥，增大了切削力并進一步縮短刀具壽命恬口。最后，這些材料的粘性行為會產(chǎn)生不受控制的積屑瘤 (BUE) 和溝槽磨損速痹。這種粘性也被稱為材料的延展性裂蝉，這是一種常見于鋁等軟質(zhì)材料的特性绳练。

考慮到 ISO-S 材料加工的難度以及相關零件的成本，制造商對加工改進的追求就主要集中在零件可靠性和質(zhì)量上虑庇，其次是縮短加工周期枫昏。最大限度地發(fā)揮這些高性能合金的優(yōu)勢需要采用先進的刀具和加工應用策略。刀具制造商不斷地對這些刀具和加工技術進行優(yōu)化光丢，以便為特定行業(yè)的應用提供高效旋蝎、可靠的解決方案。

在追求效率和高性能的過程中镰掐，ISO-S 合金經(jīng)歷了不斷的發(fā)展孕序。金屬制造商開發(fā)出具有更高性能的合金，以滿足日益嚴苛的應用需求炸诚。例如递市，鎳基 Inconel 738 和鈷基 SFX414 等現(xiàn)有的 HRSA 能夠在 850 攝氏度到 1200 攝氏度的溫度范圍下工作。同時一些最新的 HRSA 產(chǎn)品碗屏，如 GTD 262 和 Rene 108 可在 1200 攝氏度到 1600 攝氏度的溫度下工作唁情。相應地，這些新合金也提出了更大的加工挑戰(zhàn)甫匹。

航空航天部件

由于 HRSA 保持了高溫強度并具有卓越的抗蠕變和耐腐蝕性甸鸟，因此在現(xiàn)代航空航天發(fā)動機中，該合金的重量占 50% 之多兵迅。

ISO-S 材料在航空航天渦輪機中的應用類似于它在發(fā)電行業(yè)渦輪盤中的應用抢韭。然而，在很多情況下恍箭，航空航天應用的公差更緊密篮绰。例如，山高開發(fā)了專用于加工渦輪機葉片樅樹形根部輪廓的刀具季惯。在某些能源應用中吠各，根部輪廓的公差在 10 微米的范圍內(nèi)，而在某些航空航天應用中勉抓，該輪廓公差則更緊密贾漏，介于 0 至 5 微米 (0 – 0.005) 之間。

結構鈦合金

除了應用于渦輪機的低溫段外藕筋，鈦合金具有重量輕键腹、強度大的特點，因此還可用于起落架等航空航天結構零件蒂抒。起落架部件本身就非常大且堅固溪客，在使用標準材料制造時，重量會更大。

用于制造更輕起落架的更新肢箕、更輕诸恤、強度更大的鈦合金比之前使用的鈦合金還要難以加工。一種最新開發(fā)的鈦合金是鈦 5553牲支，由于其 5% 的鋁含量微惦、5% 的鉬含量、5% 的釩含量以及 3% 的鉻含量而得名窥血。鈦 5553 的優(yōu)勢在于具有 1160 MPa 的高抗拉強度婶耕，而 Ti6Al4V 參考材料僅為 910 MPa。更高的抗拉強度將切削速度限制到比加工 Ti6Al4V 時低 50% 的水平牢辣。

疊層合金

如果一種 ISO-S 材料就已嶄露了加工難度赖厅，那么同時加工兩種不同的材料則會帶來更大的挑戰(zhàn)。一些航空航天應用涉及到加工由不同材料的疊層組成的部件晾咪。該挑戰(zhàn)是在提供充足切屑控制并且不產(chǎn)生振動或毛刺的條件下加工“夾層”或“混合”材料收擦。

其中一個典型的例子是鈦合金和不銹鋼的組合。不銹鋼和鈦具有一些共性：強度相對較高并且具有粘性（切削材料易粘在立銑刀上）禀酱。

為了加工采用鈦 6Al4V/奧氏體不銹鋼疊層材料的發(fā)動機支架炬守，山高提供的解決方案是應用專為加工鈦合金而設計的硬質(zhì)合金 Jabro JHP 770 刀具牧嫉。該刀具擁有不同的刃口間距剂跟、徑向后角和特殊成型的排屑槽。內(nèi)冷通道最大限度地降低了工件粘性并清除了切屑酣藻。在加工疊層材料時曹洽，刀具先通過不銹鋼然后再通過鈦合金。整個過程采用了適用于更難加工材料（鈦合金）的參數(shù)辽剧∷拖考慮到該合金的導熱性較低，采用了 50 m/min 的中等切削速度怕轿、0.036 mm/rev 的進給率以及 3 mm 的切削深度偷崩，以圓周插補銑進行遞減。

HSS 備選

盡管硬質(zhì)合金刀具在很多情況下彰顯性能優(yōu)勢撞羽，但它并不是高效加工 ISO-S 材料的唯一方法欣挠。在某些情況下，高速鋼刀具是一款更加經(jīng)濟高效的選擇蚀攘。

很多大型的航空航天部件（如起落架零件）都采用鈦合金或不銹鋼實心坯加工而成怕枣。對于這些零件，直徑高達 50 mm 的高性能 HSS 刀具能夠切除大量材料嘴略。HSS 刀具在低轉速庸既、高扭矩的機床上非常高效，能夠有效地對鈦合金和不銹鋼進行粗加工甚至是精加工。該刀具能夠采用大切削直徑和切削寬度技熊，甚至在它的切削速度低于硬質(zhì)合金刀具時倾莽，也可以提供具有競爭優(yōu)勢的金屬切除率。

Jabro JCO710 HSS-Co 刀具是先進的 HSS 刀具的一個例子锤距。該刀具的含鈷量為 8%巡软，硬度為 67 HRC，采用了拋光排屑槽（旨在減少摩擦和積屑瘤）以及可變面輪廓槽型（能夠進行輕快切削和降低可導致不合格表面粗糙度值的顫振風險）脸夜。這些刀具用于加工大型鈦合金零件時菌劲，可提供超過 800 分鐘的刀具壽命。

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