吴粤军 许斌杰 薛建军 庹 超 黄 鹏

中国工程物理研究院材料研究所 四川绵阳 621907

1 研究背景

镍基合金材料是高端制造领域的重要材料,实现镍基合金材料的超精密切削加工对提升零部件性能和延长使用寿命具有重要意义。镍基合金材料的切削加工性能较差,切削加工过程中容易导致刀具磨损严重,使刀具使用寿命缩短,且加工表面质量不高。杨肖委等[1]在外圆车削镍基合金的研究中发现硬质合金刀具的磨损主要是刀尖磨损和后刀面磨损,切削深度在切削参数中是对刀具寿命影响最小的因素。

在镍基合金材料的切削加工中,刀具材料的选择对生产效率、刀具使用寿命、工件加工表面质量等有重要影响。目前,镍基合金材料切削加工过程中采用的刀具材料为硬质合金,切削加工后表面粗糙度Ra为1.6～6.3 μm。表面粗糙度是衡量材料切削加工性能的重要指标,对零部件的装配、使用性能、服役寿命等有重要影响。当前面临提升镍基合金材料零部件加工表面质量的迫切需求,所使用的硬质合金刀具已不能满足工艺要求,因此,笔者对镍基合金材料切削加工刀具进行研究。

2 硬质合金刀具

硬质合金刀具由高硬度、高熔点的金属碳化物作为硬质相,由钴、镍、钼等元素作为黏结相,通过粉末冶金法制备,具有较高的硬度、耐磨性和较强的韧性。硬质合金车刀和铣刀在发达国家市场中占比分别达到90%和55%以上[2]。当前,在镍基合金材料的切削加工中,使用最多的就是硬质合金刀具。……