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难加工金属材料磨削加工表面完整性研究进展

2021-08-18丁文锋李本凯徐九华

航空材料学报 2021年4期

丁文锋,李 敏,李本凯,徐九华

(南京航空航天大学 机电学院,南京 210016)

高温合金、钛合金、不锈钢等难加工金属材料在国民经济各行各业,尤其是国防军工领域具有极其广泛且重要的应用。镍基高温合金(如变形高温合金GH4169、铸造高温合金K424 及粉末冶金高温合金FGH96 等)由于优良的抗热疲劳性能、高温强度、耐腐蚀性、抗冲击性以及抗蠕变性能被广泛应用于燃气轮机与航空发动机热端部件以及核反应堆部件等;钛材料(如钛合金TC4、TC6;钛铝金属间化合物Ti2AlNb、γ-TiAl 等)具有密度低、强度高、抗腐蚀性好等优良特性,大量应用于航空发动机叶片、叶轮、叶盘和机匣等重要部件;超高强度钢(如300M)兼顾高强度、高韧性以及优异的耐蚀性能,应用于飞机起落架、核电设施等[1-3]。

目前我国航空航天、国防军工领域正处于攻坚克难的关键时期,发动机各个部件的加工方式在一定程度上决定了我国航空发动机的性能。然而航空发动机所用的材料多为难加工材料,这些材料由于强度和硬度高、导热系数低等,在加工过程中往往会产生较大的切削力和切削温度,造成加工过程完成后表面完整性难以保证[4-5]。其中,磨削是难加工材料及其零件的重要加工方式,具有加工表面粗糙度低、加工精度高等优点,尤其是现代磨削技术(如高速磨削、超高速磨削等)的加工效率也大幅提高[6],改变了粗切精磨的传统加工方式。

磨削加工从本质上讲是砂轮表面众多磨粒以负前角微切削的形式去除材料,因此在磨削过程中会伴随着大量的能量消耗[7-9];……

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