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汽轮机叶片不锈钢材料切削试验研究

2018-06-21无锡透平叶片有限公司国家能源大型涡轮叶片研发中心江苏214174庄绪华张家军褚春祥

金属加工(冷加工) 2018年6期

■ 无锡透平叶片有限公司、国家能源大型涡轮叶片研发中心 (江苏 214174) 庄绪华 张家军 褚春祥

不锈钢具有较高的抗腐蚀性能,通常含铬在10%以上,并含有大量的镍,在较高温度下仍能保持一定强度,因此,不锈钢材料在汽轮机叶片制造中被大范围使用。

公司内部汽轮机叶片在锻造后都会进行热处理以调整材料硬度至客户规范要求范围内,目前公司内部热处理是淬火加回火,热处理后的材料硬度值一般在客户要求范围内偏上差,后续叶片的机加工过程中发现,硬度值在最大值附近的叶片锻件加工过程中刀具磨损较为严重,导致叶片加工效率较低、成本较高。因此,在客户硬度值要求范围内探索适合的热处理硬度值,以降低汽轮机叶片锻件机加工难度尤为重要。

1. 试验准备

(1)试验设备及刀具。试验设备为DMU 80 monoBLOCK五轴立式加工中心(见图1),行程X、Y、Z、A、B分别为:670m m、630m m、610m m、360°和±90°。

所用刀具为D40R6仿形铣刀,装4粒刀片,刀片4转位,如图2所示。

图1 试验机床

(2)试验材料。选用汽轮机叶片常用材料X12CrNiMoV12-2方料,尺寸300m m×200m m×110mm,采用两种不同热处理方法获得不同的硬度。热处理分别为淬火+回火以及淬火+回火+回火,最终,所得材料硬度值分别为319HV、290HV。

加工方式1:压板压紧,加工A面,每层总切削长度约2 000mm,如图3所示。

加工方式2:台虎钳夹紧,加工B面,每层总切削长度约1 540mm,如图4所示。

(3)试验参数。为考察两种热处理后不同硬度值的材料切削性能,进行两种不同的切削试验。

采用加工方式1考察在刀具极限寿命下,单个刀片刃口切削两种不同硬度值的材料时所能切削的长度,切削参数如表1所示。……

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