浅议喷焊层材料的切削加工

发布日期：2011-11-25 兰生客服中心浏览：2114

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喷焊是我公司近几年来采用的一项新技术，是焊接技术应用于金属零件表面处理的新工艺。它适用于金属表面预防性保护和磨损、腐蚀表面的修复。

喷焊是使用氧—乙炔火焰将熔点在950～1200℃之间的自熔性合金粉末(如镍基、铁基、钴基三大系列)喷敷到零件表面的处理过程。焊层与基体(零件)呈冶金状结合，其强度高，耐磨、耐腐蚀、耐热、抗氧化等性能较强。

1 喷焊材料的切削加工

喷焊材料是难切削材料之一，其特点可归纳为下列几点：

硬度高 喷焊层表面硬度一般为HRC30～40,当粉末中Ni, Cr的含量增多时，喷焊层的硬度可达HRC60以上，切削难度很大，常规刀具很难胜任。即使选用超硬材料作刀具，磨损仍然很快。
散热慢 喷焊层强度高且有较高的韧性，切削时刀具对被切削表面产生挤压变形，故消耗能量大，产生热量多;切屑呈崩碎状且与刀具接触区域小，不利于散热，因而加速刀具磨损。
易产生剥落 喷焊层虽呈冶金状结合，但由于焊层较薄，硬度比基体高，组织又不够致密，当切削力较大或由于后角过小引起摩擦力增大时，喷焊层表面容易产生剥落。
易诱发振动 喷焊层表面会产生收缩，一定会有微小的气孔存在，在切削过程中出现断续切削的现象，容易诱发振动。

切削喷焊层材料时对刀具材料的要求：

高耐磨性 由于切屑崩碎，前刀面不会产生月牙槽磨损，刀具主要发生后刀面上的磨料磨损，兼有少量的粘结和扩散磨损，因此刀具材料硬度要高，有分布均匀的耐磨硬质点。
红硬性高 由于切削过程中产生热量多，散热慢，切削热都集中在刀具上，因此要求刀具的红硬性要高，以减少高温引起的刀具磨损。
导热性能好 以利于切削热从刀具中传散，降低切削温度。
强度高 由于喷焊层表面有微小气孔存在，在切削中容易产生振动，因此要求刀具应具有足够的强度，且有一定的抗冲击力和抗振动的能力。

刀具几何参数的选择，应根据喷焊材料的特、被喷表面的形状以及机床刚性等因素综合考虑。

主偏角 将常规刀具的主偏角改磨成10°～30°，加工盲孔类工件则大于90°。精加工时宜取小值。改磨后的主偏角相当于刀具的过度刃。由于切削深度小，实际上过度刃取代主切削刃承担了主要切削工作。
前角使用硬质合金刀片加工喷焊层时，可取0°-10°。为使刀刃锋利，精加工时可取大于12°。若用组合陶瓷刀具加工喷焊层时，宜选负前角，可取-30°。
后角取较大后角能减少刀具与切削表面的接触面积，使刀具磨损长度增加较慢。一般取100-120，精加工时可更大些。
刃倾角 由于喷焊层的切削深度小，断屑情况良好，因此一般可取0°～5°之间，过大会增加切削时的径向力。

选择切削用量要以充分发挥刀具和机床潜力为主。

切削深度 一般原则是工件硬度越高，切削深度越小。若使用过大的切削深度，则会造成焊层剥落。
进给量 由于切削深度小，故适当增大进给量是一种提高切削效率的好方法。适当增大进给量，可以形成倒切屑。选用较大进给量有三个优点：可以缩短刀具的切削路程，减少刀具磨损；使副切削刃承担主要切削工作，从而偏转了切屑流出方向;用大进给量切削喷焊层，可使已加工表面不致产生麻点与剥落。
切削速度 由于喷焊层表面硬度高，各合金元素形成的耐磨碳化物较多，因此，切削速度与基体材料所含合金成分、刀具材料、刀具的几何参数以及其它切削用量有关。一般，喷焊层硬度低的可取较高的切削速度，硬度高的可取较低的切削速度。