高温合金718材料超细长深孔钻削工艺研究

摘要

高温合金718材料（国产相似牌号GH4169）属于镍基高温合金中的一种，具有良好的抗疲劳、抗辐射、耐腐蚀及焊接性能，在1000℃以下有较高的抗氧化性，在700℃以下有高的抗拉强度、疲劳强度、抗蠕变强度和断裂强度，能在600～1000℃氧化和燃气腐蚀条件下，承受较大的应力而长期使用，且在低温条件下有稳定的化学性能，常用于制造石油测井仪器、航空、舰艇和工业用燃气轮机的涡轮叶片、导向叶片、涡轮盘、高压压气机盘和燃烧室等高温部件。
　　近年来，高温合金718材料得到了广泛应用，加工的要求也越来越高，但其属于超难加工材料，加工及其困难，尤其是超细长深孔加工，目前还没有查阅到超细长深孔加工该材料的成熟工艺参数（合理的刀片材料、刀具几何角度和钻削用量），加之深孔加工相对于其他加工方法切削条件更加恶劣，这极大的制约着这一优良材料的广泛应用和发展。本课题以高温合金718材料为研究对象，研究该材料的超细长深孔钻削加工工艺技术。首先，本文在分析高温合金718材料切削性能基础上，选用BTA系统为钻削系统，并设计出适合加工试验材料尺寸的刀具参数。其次，通过对常用刀具材料性能进行分析对比，初选出YG813、YG8硬质合金为刀片材料，导向块为YG813、YT15材料，分别进行超细长深孔钻削及刀具磨损对比试验。最后，通过试验选出最适合深孔钻削高温合金718材料的刀片材料和合理切削参数，分析研究超细长深孔钻削镍基高温合金718的钻削机理等。
　　研究结果对于高温合金718材料超细长深孔钻削刀具及工艺的设计，有重要的参考价值;并将对镍基高温合金718材料超细长深孔加工推广应用有一定的促进作用。

目录

声明

摘要

主要符号表

第一章 绪论

1．1 高温合金

1．1．1 高温合金的分类及其应用

1．1．2 高温合金材料与其它难加工材料性能比较

1．2 国内、外高温合金718材料加工现状

1．3 深孔钻削技术发展现状

1．4 课题研究目的和意义

1．5 课题的来源及研究内容

1．5．1 课题的来源

1．5．2 主要研究内容及技术路线

1．6 课题创新点

第二章 镍基高温合金718材料切削加工性分析

2．1 镍基高温合金718物理性能

2．2 镍基高温合金718与γ-TiAl和45#钢的机械性能比较

2．3 高温合金718材料切削加工性的分析

2．3．1 材料的切削加工性

2．3．2 镍基高温合金718材料的切削加工特点

2．4 小结

第三章 镍基高温合金718材料超细长深孔钻削工艺分析

3．1 镍基高温合金718材料超细长深孔钻削的关键技术问题

3．1．1 超细长深孔钻削的特点

3．1．2 超细长深孔钻削镍基高温合金718需解决的关键问题

3．2 镍基高温合金718材料超细长深孔钻削系统的选用

3．3 镍基高温合金718材料超细长深孔钻削钻头的设计

3．3．1 钻头钻齿排布分类与选择

3．3．2 深孔钻头的受力分析

3．3．3 钻头几何参数的设计

3．3．4 导向块布置

3．3．5 导向块几何尺寸设计

3．4 刀体其它部分的设计

3．5 钻头刀片材料、导向块材料的选择

3．6 切削液的选用

3．7 小结

第四章 镍基高温合金718材料超细长深孔钻削试验

4．1 试验条件

4．1．1 试验设备

4．1．2 试验工件及其尺寸

4．1．3 试验刀具及其参数

4．2 试验拟定路线

4．3 试验结果

4．4 试验结果分析

4．4．1 刀具磨损与破损机理分析

4．4．2 切屑形成机理及其分析

4．4．3 孔轴线偏移及其分析

4．4．4 最佳钻削参数的优化

4．5 试验钻削中出现的问题及预防措施

4．6 小结

第五章 结论与展望

5．1 结论

5．2 展望

致谢

参考文献

攻读硕士学位期问发表的论文