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HRSA 和钛的机械加工

耐热高温合金 (HRSA) 和钛的热硬度和强度较高,属于 ISO S 组材料。HRSA 材料可分为三类:镍基、铁基和钴基合金,适用工艺包括退火、固溶热处理、时效处理、轧制、锻造或铸造。对于 HRSA,增加合金含量(Co 比 Ni 影响更显著)可实现更佳的耐热性、抗拉强度和耐腐蚀性。

取决于合金化学性质及其在制造过程中采用的冶金工艺,ISO S 组材料的物理特性和机械加工行为差异很大。退火和时效处理对后续机械加工性能的影响尤为显著。切屑碎断导致切屑控制往往很困难。HRSA 的单位切削力为 2,400–3,100 N/mm²,钛的单位切削力为 1,300–1,400 N/mm²。

机械加工所需的切削力和功率相当大。

我们的 HRSA 和钛涂层解决方案

刀具
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Optimizer™ Plus

Optimizer™ Plus是Ionbond Plus系列的最新高级涂层。在我们的产品线中,除了Crosscut™ Plus之外,这个新的基于铝铬合金的涂层是中高速湿法和干法加工的最佳涂层,适用于铣削、滚齿和斜面切割操作,温度最高可达1080°C。

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ISO P HRSA 和钛涂层

这些材料尽管有其优势,却也对机械加工带来了挑战。而采用适当的刀具涂层可以大大改善机械加工效果。爱恩邦德工程师很乐意针对您的应用与您商讨最佳解决方案。

HRSA 材料 – S 1.0-3.0

HRSA 往往具有很强的耐腐蚀性,在高温下仍能保持硬度和强度。此类材料的使用温度高达 1,000°C,且经过时效工艺硬化。用 HRSA 制造的部件主要涉及航空发动机和燃气轮机的燃烧区和涡轮部分、海洋油气应用、医疗关节植入物和对耐腐蚀性要求较高的应用。

HRSA 材料导热性差、硬度高,在机械加工过程中会产生高温。其强度较高,并具有加工硬化和粘附硬化特性,会导致切削刃在最大切削深度处的沟槽磨损,以及磨粒磨损极强的环境。

钛 – S 4.1-4.4

钛的强度重量比很高,密度仅为钢的 60%,且具有出色的耐腐蚀性。这使得更薄的壁板设计成为可能。钛可以应用于极端恶劣、会对其他大多数结构材料造成严重腐蚀的环境。这是因为其表面会自行形成氧化钛 (TiO2) 层,且在损坏时会立即重构。钛适用于换热器、脱盐设备、喷气发动机零件、起落架和航空航天领域的结构件。

钛合金的切削加工性比普通钢材和不锈钢都要差,这对切削刀具提出了特殊要求。钛的导热性差,而其强度在高温下保持不变,因此会在切削刃处产生很高的切削力和很多热量。

应用示例

Ionbond Cutting Tools Portrait

钛合金的铣削加工

钛合金是航空航天领域常用的材料。一家航空航天领域原始设备制造商客户希望使用球头立铣刀在润滑条件下铣削钛合金。我们为其寻找有助于降低钛合金加工难度的涂层。

预期机械加工工艺的切削速度为每分钟 135 m,轴向深度 0.4 mm,径向深度 0.2 mm。

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Dr. Kalpak Shaha

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