由于煉油化工生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展，設(shè)備材料的耐高溫性能要求越來越高，我廠生產(chǎn)的煉油能量回收裝置煙氣輪機(jī)，其轉(zhuǎn)子動(dòng)葉片所使用的材料為gh864合金，切削加工難度較大。
一般加工高溫合金采用m42高性能鈷高速鋼刀具，但m42刀具價(jià)格昂貴，而用標(biāo)準(zhǔn)w18cr4v立銑刀加工高溫合金刀具壽命短、功效低。為此在生產(chǎn)中通過多次試驗(yàn)，二次刃磨w18cr4v立銑刀切削角度，得到了公道的幾何參數(shù)，解決了用普通立銑刀加工高溫合金的困難。
1加工特點(diǎn)
1.1機(jī)械性能
gh864合金中ni含量在51.7%以上，ni、cr元素總含量高達(dá)72.69%，該合金具有較高的高溫強(qiáng)度，其機(jī)械性能（見表1）相當(dāng)于美國waspolly合金。
表1gh864合金瞬時(shí)機(jī)械性能
1.2切削加工特點(diǎn)
gh864合金由于ni、cr含量很高，合金中的cr、ti、mo、al等元素形成大量金屬化合物和高硬度的碳化物質(zhì)點(diǎn)：合金的奧氏體組織在切削加工時(shí)塑性變形劇烈，所以斷裂韌性很大，加工表面硬化嚴(yán)重，產(chǎn)生的切削力大。
根據(jù)試驗(yàn)，gh864合金在815℃時(shí)的抗拉強(qiáng)度是45號(hào)鋼在該溫度下抗拉強(qiáng)度的5.9倍，而其切削相對加工性僅為45號(hào)鋼的0.08倍（見表2）。
表245號(hào)鋼與gh864合金的機(jī)械性能與加工性能對比
2磨損的原因及分析
我們采用標(biāo)準(zhǔn)?40mm的w18cr4v立銑刀加工動(dòng)葉片榫齒斜面做試驗(yàn)，采用的切削量為刀具轉(zhuǎn)速n=47.5r/min，進(jìn)給速度ff=30mm/min，切削寬度ae=32mm，切削深度ap=1mm：用柴油與廢機(jī)油混合后做冷卻潤滑液。3次切削中，當(dāng)銑削長度分別為66、80、77、77、71mm時(shí)，一次走刀就使銑刀嚴(yán)重磨損，無法繼續(xù)進(jìn)行加工。此時(shí)刀尖磨損成不規(guī)則的圓角，磨損值約1.5mm，后刀面磨損值約2mm，并存在有較深的溝槽，通過多次試驗(yàn)，情況基本一致。
從gh864材料加工性能特點(diǎn)分析中可知，gh864材料斷裂韌性大，加工時(shí)消耗的切削功大，產(chǎn)生大量的切削熱，在高溫下材料中的硬質(zhì)點(diǎn)對刀刃產(chǎn)生強(qiáng)烈的摩擦，而在溫度升高的過程中刀具硬度又在下降，gh864合金的強(qiáng)度卻下降未幾，處于合金晶界上的強(qiáng)化相γ'的硬度還略有升高，當(dāng)切削溫度高于600℃時(shí)w18cr4v銑刀的硬度急劇下降，失往切削能力，于是造成刀刃和后刀面嚴(yán)重磨損，因此造成銑刀磨損的主要原因首先是gh864合金的加工性能較差。
其次，標(biāo)準(zhǔn)立銑刀本身的幾何角度不適于加工高溫合金材料也是刀具磨損的重要原因，?40mm立銑刀螺旋角β為30°，前角γ0為15°，主偏角κr為90°，刀尖角epsilon;r<90°，由于前角較大，刀刃強(qiáng)度較差，而刀尖角小則不利于散熱，刀尖強(qiáng)度低，再加上κr=90°的主偏角使切削層厚度變厚，寬度變小，造成切削刃單位長度所承受的切削力很大。所以刃口強(qiáng)度低，刀尖角小，散熱不好造成了w18cr4v立銑刀加工gh864合金時(shí)產(chǎn)生較大磨損。
3解決方法
3.1幾何參數(shù)的公道選擇
通過減小前角、增大刀尖角、減小切削刃的主偏角來進(jìn)步w18cr4v立銑刀刃口強(qiáng)度，增大刀尖的散熱面積，降低切削刃單位長度上的切削力，以達(dá)到進(jìn)步立銑刀壽命的目的，將標(biāo)準(zhǔn)立銑刀進(jìn)行了二次刃磨，多次實(shí)驗(yàn)后，得到了公道的幾何參數(shù)如下:γ0=0°，α0=6°～8°，κr=35°～45°，γ1=0°，α1=3°～5°，κr'=2°～3°.
經(jīng)過修磨的立銑刀與標(biāo)準(zhǔn)立銑刀相比，前角減少為零度，刀尖角增大了近一倍，主偏角減少了1/2，有效地增強(qiáng)了立銑刀的刃口，增大了刀尖的散熱面積，改善了切削刃的受力狀況，使切削刃單位刃長的受力降低了40%～50%，從而進(jìn)步了刀具壽命。
3.2切削用量與切削液
實(shí)際加工中，選擇切削用量為:v=4～5m/min，ff=30mm/min，ap=1～2.45mm，ae=30～35mm。
根據(jù)試驗(yàn)，采用柴油10%、廢機(jī)油60%、硫化豬油30%的混合液作為切削液，可以有效地改善切削條件。
4使用效果
經(jīng)刃磨后的普通高速鋼立銑刀加工gh864合金時(shí)切屑成形較好，易于控制，工件的已加工表面粗糙度可達(dá)ra12.5～6.3μm，滿足了加工要求。刀具消耗量降低了2/3，且銑刀刃磨方法簡單，工人輕易把握。