刀具磨损对GH4169加工表面完整性的影响

摘要

表面完整性是评价机械零部件加工质量的重要参数,并且表面完整性对机械零部件的使役性能(包括耐腐蚀性能、耐磨损性能以及疲劳性能等)存在直接影响。针对高速切削高温合金(耐热合金钢)时表面完整性不佳难题,开展高温合金GH4169高速切削试验,研究刀具磨损对高速切削高温合金GH4169表面完整性(包括表面粗糙度、显微硬度、残余应力和微观结构等)的影响规律,改善高温合金加工表面完整性,进而为高温合金的高质加工提供理论支撑。试验结果表明,当后刀面磨损量为0.1 mm时,表面粗糙度Ra取得最小值(0.26μm)。当后刀面磨损量的范围为0~0.3 mm时,高速切削高温合金GH4169获得的平均表面显微硬度为462HV~551HV,平均表面残余应力为-1 132~-651 MPa。塑性变形层厚度和刀具磨损量的大小呈正相关,在切削参数为切削速度75 m/min、进给量0.1 mm/r、切削深度0.5 mm的条件下,当后刀面磨损量范围为0~0.3 mm时,塑性变形层的厚度为18~56μm。总地来看,表面显微硬度和残余压应力随着刀具磨损的增加而增加。表面粗糙度随着刀具磨损量的增加先减小后增加,过高的刀具磨损引起加工质量变差,合适的刀具磨损可获得更佳的表面粗糙度和表面质量,有必要通过控制刀具磨损来改善高温合金GH4169的表面完整性。