前言

汽輪機(jī)凝汽器(熱交換器)管板通常選用低碳鋼或低合金鋼材料制造，但對于一些要求具有耐腐蝕性和較高機(jī)械性能的管板，則需要銅鎳合金材料BFe30-1-1。這種材料的化學(xué)成分和力學(xué)性能分別見表1和表2。

由 于材料成分含鎳較高，因此機(jī)械加工性很差。尤其對于半封閉狀態(tài)下進(jìn)行的鉸孔加工工序，更為困難。如果用W18Cr4V鉸刀加工，由于被加工材料韌性和粘性 均較大，切削刃極易粘屑并產(chǎn)生積屑瘤，使刀具刃口迅速鈍化，從而導(dǎo)致刀具校正刃與孔壁產(chǎn)生劇烈積壓和摩擦，而且刀具主切削刃和側(cè)刃會嚴(yán)重磨損。管板孔壁會 拉出深溝槽，無法繼續(xù)加工。為解決銅鎳合金管板孔的加工難題，采用YG6X硬質(zhì)合金鉸刀。表1BFe30-1-1化學(xué)成分
適用產(chǎn)品Ni CoFeMnCuZuSiPbSCPSn雜質(zhì)總和GB5234-8529.0～32.00.5～1.00.5～1.00.5～1.2基<0.3<0.15<0.01<0.05<0.006<0.03<0.7
表2BFe30-1-1力學(xué)性能
品種狀態(tài)d_b
(MPa)d₁₀
()供貨材料硬度
(HB)板材M>375>2360～70Y>535>31001刀具材料的選擇

高速切削含鎳較高的BFe30-1-1材料，刀具切削部分材料應(yīng)選取鎢鈷類(YG)合金，這樣刀具就能得到較好的耐磨性、較高的切削效率和良好的導(dǎo)熱性質(zhì)。同時(shí)為避免刀具高速切削時(shí)的振動和對刀不準(zhǔn)引起的崩刃，刀具切削部分材料以選YG6X為宜。

2刀具結(jié)構(gòu)及幾何角度的設(shè)計(jì)

硬質(zhì)合金鉸刀與高速鋼鉸刀鉸削過程不同。高速鋼鉸刀主要利用刀具刀刃的鋒利性使被加工孔表面獲得較高的表面粗糙度，而硬質(zhì)合金鉸刀在切削過程中是連切帶擠，并以刃的擠削為主。因此選擇設(shè)計(jì)刀具幾何角度時(shí)，就要重視這一點(diǎn)。

1)前角γ的選擇

前角γ若較大，可以減小切削力，降低切削區(qū)的塑性變形、溫度和減小摩擦力，同時(shí)也能抑制刀瘤的產(chǎn)生。對加工像BFe30-1-1銅鎳合金這種難加工材料來說前角應(yīng)選擇較大，因?yàn)樗鼈兊恼承院晚g性較大。因此選用γ=5°。

2)后角和刃帶的選擇

硬 質(zhì)合金鉸刀的鉸削主要靠擠壓，因此刃帶f的選擇十分重要。如果f選擇得較窄，則起不到擠壓作用，使孔壁表面不光且有細(xì)溝出現(xiàn)；如果f選擇得過寬又會使切削 力增加，引起振動，甚至?xí)沟稐U扭曲變形。當(dāng)刃帶f=0.2～0.25時(shí)，加工銅鎳合金管板孔時(shí)，能獲得較好的擠壓效果。刀具后角的選擇，以保證刀刃具有 足夠的強(qiáng)度為宜，一般為10°。

3)刃傾角λ的選擇

為防止鉸削過程中由于向上排屑將孔的表面劃傷、拉溝而影響孔的表面質(zhì)量，刀具宜采用大刃傾角，即λ=15°～20°。較大的刃傾角不但可使排屑向下，同時(shí)還可使刀具實(shí)際前角增大，這樣也可取得切削輕快的效果。刀具的結(jié)構(gòu)和幾何角度如圖1所示。3參數(shù)的選擇

切削用量

采用硬質(zhì)合金鉸刀對銅鎳合金材料進(jìn)行低速鉸削，可以獲得較好的加工效果，但生產(chǎn)效率低。如果采用中速鉸削，則由于切削過程中經(jīng)常產(chǎn)生刀瘤而影響孔的表面質(zhì)量。故對銅鎳合金材料的加工應(yīng)采用高速鉸削，其切削用量為：

V=80m/min～100m/min；
S=0.6mm/r～1.2mm/r。

工藝余量

硬質(zhì)合金鉸刀由于工作時(shí)是以擠切為主，故留鉸余量應(yīng)大于高速鋼鉸削余量。對銅鎳合金材料的鉸削留鉸余量t=0.1d(d為鉸孔直徑)。

冷卻潤滑液

刀 具在高速鉸削時(shí)，產(chǎn)生大量切削熱，這些切削熱如不能及時(shí)被帶走，將影響孔的表面質(zhì)量，并且降低刀具的使用壽命。高速鉸削雙層合金材料時(shí)，宜采用濃度較高的 乳化液，并應(yīng)充分冷卻。如有可能最好采用極壓添加劑的極壓乳化液，因它能在孔壁和刀刃間形成一層薄膜，起到潤滑作用，抑制刀痕的產(chǎn)生。

4使用效果

對汽輪機(jī)凝汽器管板加工中，采用硬質(zhì)合金鉸刀高速鉸削，切削效率比使用高速鋼鉸刀平均提高10～15倍，刀具壽命提高50～200，孔的加工精度穩(wěn)定在二級，表面粗糙度達(dá)Ra3.2～Ra1.6。