粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，依據(jù)粉末高溫合金渦輪盤的材料特性，對拉刀進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化拉刀的材料以提高拉刀的韌性和抗磨耗性能，優(yōu)化拉刀的齒升量以提高拉刀的耐磨性、拉削過程的平穩(wěn)性以及加工精確性；對拉削速度進(jìn)行優(yōu)化以提高加工質(zhì)量和減少拉刀損耗；優(yōu)化工藝路線以改善拉削性能；粉末高溫合金渦輪盤以固溶態(tài)交付；粉末高溫合金渦輪盤在固溶狀態(tài)下進(jìn)行榫槽拉削加工；通過熱處理得到粉末高溫合金渦輪盤成品。實(shí)現(xiàn)既改善拉削性能，又保證渦輪盤的使用要求。
【專利說明】粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及發(fā)動機(jī)零件加工【技術(shù)領(lǐng)域】，特別地，涉及一種粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法。
【背景技術(shù)】
[0002]航空發(fā)動機(jī)中渦輪盤的榫槽拉削加工技術(shù)是航空發(fā)動機(jī)加工關(guān)鍵技術(shù)之一，對于中小型航空發(fā)動機(jī)而言，其榫槽精度特別高，齒型復(fù)雜。在發(fā)動機(jī)零件型面精度高的基礎(chǔ)上，若材料又特別難加工，雙重難點(diǎn)疊加導(dǎo)致形成一個瓶頸，亟待突破。
[0003]目前，對于各種材料的渦輪盤，通常都是在經(jīng)過最終熱處理(高溫合金為時效處理)后進(jìn)行榫槽的拉削加工，但是這種加工方法僅能夠針對不銹鋼和變形高溫合金材料，但使用在新型的粉末高溫合金渦輪盤上，存在的缺點(diǎn)有:
[0004](I)時效處理后材料加工性能極差，拉刀損耗大，加工成本高
[0005]在高強(qiáng)高硬狀態(tài)拉削，切削加工性極差。比不銹鋼和變形高溫合金材料的渦輪盤更難加工，特別是難拉削。拉削粉末高溫合金一把精拉刀僅能加工一個零件，加工成本很聞。
[0006](2)所加工的榫槽質(zhì)量較差
[0007]粉末渦輪盤研制初始階段，榫槽拉削速度依然選擇120?170mm / S，拉削加工過程出現(xiàn)多次打刀、崩刃現(xiàn)象，刀具快速磨損明顯，被打精拉刀后刀面亮帶特別明顯，磨損嚴(yán)重。如果只依據(jù)跨棒尺寸判斷渦輪盤合格率，合格率幾乎為零，榫槽尺寸單盤一致性差，第一齒與最后一齒差最大達(dá)0.08mm。如當(dāng)時現(xiàn)場兩批共六件渦輪盤，三件因跨棒尺寸單盤相差0.05?0.08mm,超差處理降為地面使用，三件因打刀崩刃直接報廢。加工六件渦輪盤，每個零件成本就需三十多萬，加上拉刀報廢的消耗，總計(jì)損失一百多萬元，且嚴(yán)重耽誤了研制進(jìn)度。
[0008](3)傳統(tǒng)工藝路線已經(jīng)不能適應(yīng)高強(qiáng)高硬材料的加工
[0009]零件的拉削時材料狀態(tài)為最終時效態(tài)，零件處于高強(qiáng)高硬性能，拉削肯定困難，是打刀、刀具快速磨損的根本原因。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0010]本發(fā)明目的在于提供一種粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，以解決現(xiàn)有粉末高溫合金渦輪盤榫槽拉削加工過程中打刀、刀具快速磨損、加工精度不夠以及成本過高的技術(shù)問題。
[0011]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:
[0012]一種粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，依據(jù)粉末高溫合金渦輪盤的材料特性，對拉刀進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化拉刀的材料以提高拉刀的韌性和抗磨耗性能，優(yōu)化拉刀的齒升量以提高拉刀的耐磨性、拉削過程的平穩(wěn)性以及加工精確性；對拉削速度進(jìn)行優(yōu)化以提高加工質(zhì)量和減少拉刀損耗；優(yōu)化工藝路線以改善拉削性能；粉末高溫合金渦輪盤以固溶態(tài)交付；粉末高溫合金渦輪盤在固溶狀態(tài)下進(jìn)行榫槽拉削加工；通過熱處理得到粉末高溫合金渦輪盤成品。
[0013]進(jìn)一步地，拉刀材料優(yōu)化，拉刀材料采用紅硬性、抗壓強(qiáng)度和耐磨性好的粉末冶金高速鋼。優(yōu)選地，拉刀材料采用粉末冶金高速鋼FT15。
[0014]進(jìn)一步地，拉刀齒升量進(jìn)行優(yōu)化，依據(jù)粉末高溫合金渦輪盤的材料特性，調(diào)整全套拉刀的齒升量。
[0015]進(jìn)一步地，調(diào)整全套拉刀的齒升量，將粗拉刀齒升量控制在0.045mm-0.07mm，將精拉刀齒升量控制在0.02mm-0.035mm。
[0016]進(jìn)一步地,拉削速度控制,拉削速度控制為30mm / s_50mm / S。
[0017]進(jìn)一步地，在固溶狀態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤進(jìn)行時效處理前完成粉末高溫合金渦輪盤的榫槽拉削加工。
[0018]進(jìn)一步地，粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法的工藝路線包括:定制固溶態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤毛坯，進(jìn)行硬度檢查；對固溶態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤進(jìn)行榫槽拉削加工，拉削后依次檢查粉末高溫合金渦輪盤上各榫槽的跨棒尺寸并記錄；進(jìn)行時效處理，同時檢查粉末高溫合金渦輪盤的硬度；再次檢查粉末高溫合金渦輪盤各榫槽跨棒尺寸并與時效處理前記錄值進(jìn)行對比。
[0019]進(jìn)一步地，依據(jù)工藝路線的具體工藝流程包括:定制固溶態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤毛坯；毛坯粗加工；超聲波處理；低倍腐蝕處理；基準(zhǔn)修改；榫槽拉削處理；粉末高溫合金渦輪盤的榫槽檢驗(yàn)；時效處理；粉末高溫合金渦輪盤的榫槽再次檢驗(yàn)；粉末高溫合金渦輪盤精加工；熒光處理；粉末高溫合金渦輪盤成品檢驗(yàn)。
[0020]進(jìn)一步地，粉末高溫合金渦輪盤的毛坯是由合金制成粉末然后通過靜壓方式形成的盤坯。
[0021]進(jìn)一步地，時效處理后的粉末高溫合金渦輪盤的硬度為HRC48-50，強(qiáng)度為≥ 1340MPa。
[0022]本發(fā)明具有以下有益效果:
[0023]本粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法依據(jù)渦輪盤的材料特性對拉削工具拉刀的材料以及齒升量進(jìn)行優(yōu)化，以提高拉刀的韌性和抗磨耗性能，提高拉刀的耐磨性、拉削過程的平穩(wěn)性以及加工精確性；依據(jù)渦輪盤的材料特性對拉削的速度進(jìn)行優(yōu)化，提高加工質(zhì)量同時又能夠減少拉刀的損耗；通過優(yōu)化拉削的工藝路線，改善拉削的性能，拉刀更易克服渦輪盤材料的抗力，減少打刀、崩刀以及拉刀磨損的幾率，延長了拉刀的使用壽命，同時也減少了渦輪盤品質(zhì)降低或者報廢的幾率，從而降低成本；通過粉末高溫合金渦輪盤在固溶狀態(tài)下進(jìn)行榫槽拉削加工，以固溶狀態(tài)，先進(jìn)行拉削，待到拉削完成后再進(jìn)行最終的熱處理，以滿足渦輪盤的最終性能，實(shí)現(xiàn)既改善拉削性能，又保證渦輪盤的使用要求，減少了渦輪盤品質(zhì)降低或者報廢的幾率，從而降低成本，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。
[0024]除了上面所描述的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)之外，本發(fā)明還有其它的目的、特征和優(yōu)點(diǎn)。下面將參照圖，對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]構(gòu)成本申請的一部分的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，本發(fā)明的示意性實(shí)施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中:
[0026]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說明，但是本發(fā)明可以由權(quán)利要求限定和覆蓋的多種不同方式實(shí)施。
[0028]圖1是本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法的結(jié)構(gòu)框圖，如圖1所示，本實(shí)施例的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，依據(jù)粉末高溫合金渦輪盤的材料特性，對拉刀進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化拉刀的材料以提高拉刀的韌性和抗磨耗性能，優(yōu)化拉刀的齒升量以提高拉刀的耐磨性、拉削過程的平穩(wěn)性以及加工精確性；對拉削速度進(jìn)行優(yōu)化以提高加工質(zhì)量和減少拉刀損耗；優(yōu)化工藝路線以改善拉削性能；粉末高溫合金渦輪盤以固溶態(tài)交付；粉末高溫合金渦輪盤在固溶狀態(tài)下進(jìn)行榫槽拉削加工；通過熱處理得到粉末高溫合金渦輪盤成品。本粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法依據(jù)渦輪盤的材料特性對拉削工具拉刀的材料以及齒升量進(jìn)行優(yōu)化，以提高拉刀的韌性和抗磨耗性能，提高拉刀的耐磨性、拉削過程的平穩(wěn)性以及加工精確性；依據(jù)渦輪盤的材料特性對拉削的速度進(jìn)行優(yōu)化，提高加工質(zhì)量同時又能夠減少拉刀的損耗；通過優(yōu)化拉削的工藝路線，改善拉削的性能，拉刀更易克服渦輪盤材料的抗力，減少打刀、崩刀以及拉刀磨損的幾率，延長了拉刀的使用壽命，同時也減少了渦輪盤品質(zhì)降低或者報廢的幾率，從而降低成本；通過粉末高溫合金渦輪盤在固溶狀態(tài)下進(jìn)行榫槽拉削加工，以固溶狀態(tài)，先進(jìn)行拉削，待到拉削完成后再進(jìn)行最終的熱處理，以滿足渦輪盤的最終性能，實(shí)現(xiàn)既改善拉削性能，又保證渦輪盤的使用要求，減少了渦輪盤品質(zhì)降低或者報廢的幾率，從而降低成本，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。對于航空發(fā)動機(jī)上的其他粉末高溫合金零件，同樣可以采用本拉削加工方法進(jìn)行加工。
[0029]粉末高溫合金又稱粉末冶金高溫合金，是用粉末冶金工藝制成的高溫合金。
[0030]粉末冶金高溫合金通常按合金強(qiáng)化方式分為彌散強(qiáng)化型和沉淀強(qiáng)化型兩類。彌散強(qiáng)化型高溫合金是用惰性氧化物來強(qiáng)化的，這種氧化物的物理和化學(xué)性能高度穩(wěn)定，在一般沉淀強(qiáng)化相軟化、聚集甚至溶解的溫度下，仍保持相當(dāng)高的強(qiáng)化效果。由于這種惰性氧化物必須彌散均勻分布才有強(qiáng)化效果，且它與基體合金比重相差懸殊，無法用常規(guī)的熔煉工藝來生產(chǎn)，而只能采用粉末冶金方法。彌散強(qiáng)化高溫合金除了用內(nèi)氧化、化學(xué)共沉淀、選擇性還原等方法制取外，1970年美國的J.S.本杰明又首次用機(jī)械合金化新工藝制成了用氧化釔彌散強(qiáng)化的高溫合金。機(jī)械合金化是用金屬粉或中間合金粉與氧化物彌散相混合，在高能球磨機(jī)中球磨，使粉末反復(fù)焊合、破碎，從而使每一顆粉末成為“顯微合金”顆粒。這種新的工藝方法可以制造成分十分復(fù)雜的彌散強(qiáng)化高溫合金。
[0031]沉淀強(qiáng)化型高溫合金，它是為了克服常規(guī)熔煉工藝的缺點(diǎn)，提高高溫合金的綜合性能，并為提高合金利用率而發(fā)展起來的。這種粉末冶金高溫合金采用預(yù)合金化粉末，每個粉末顆粒實(shí)際上就是一個“顯微鋼錠”，合金偏析只能在粉末顆粒的細(xì)小范圍內(nèi)發(fā)生。因此，與相同成分的鑄造合金相比，沉淀強(qiáng)化型高溫合金的成分偏析小，初熔溫度高，有害相析出的傾向小，提高了合金的綜合性能；并且能使本來難于變形的合金成型，減少了切削加工量，提高了合金的利用率。特別是隨著高溫合金成分日趨復(fù)雜、零件尺寸不斷增大，這種粉末冶金高溫合金顯示出更大的優(yōu)越性。
[0032]高溫合金通常含有活潑元素，并且由于粉末顆粒的冷態(tài)不可壓縮性，合金在整個粉末冶金制造過程中都必須始終在真空或惰性氣體保護(hù)之下，而且必須采用熱態(tài)成形工藝。為了適應(yīng)粉末冶金高溫合金的發(fā)展，一系列先進(jìn)的粉末冶金技術(shù)，如真空或惰性氣體霧化法、真空旋轉(zhuǎn)電極法、真空電子束旋轉(zhuǎn)電極法等制粉技術(shù)，以及熱等靜壓、熱擠壓、超塑性等溫鍛造等成形工藝得到發(fā)展。應(yīng)用新發(fā)展的一種快速凝固技術(shù)，可使粉末冷卻速度達(dá)100萬度/秒，其初熔溫度又比一般粉末進(jìn)一步提高，因而更有利于提高高溫強(qiáng)度。
[0033]粉末冶金新技術(shù)的發(fā)展不但使一些高溫合金擴(kuò)大了用途，如把原來只能用作燃?xì)廨啓C(jī)葉片的IN-100這種高度合金化的鑄造高溫合金成功地用粉末冶金法制成渦輪盤，從而大大提高了渦輪盤的高溫強(qiáng)度和工作溫度，而且還發(fā)展了一些高溫合金新品種，特別是用機(jī)械合金化生產(chǎn)的彌散強(qiáng)化、沉淀強(qiáng)化和固溶強(qiáng)化相結(jié)合的高溫合金，如MA754、MA6000等。由于綜合利用了 3種強(qiáng)化效應(yīng)，合金的強(qiáng)度更加提高，適用溫度范圍更廣，進(jìn)一步擴(kuò)大了高溫合金的使用領(lǐng)域。
[0034]如圖1所示，本實(shí)施例中，拉刀材料優(yōu)化，拉刀材料采用紅硬性、抗壓強(qiáng)度和耐磨性好的粉末冶金高速鋼。粉末冶金高速鋼具有更好的紅硬性、抗壓強(qiáng)度和耐磨性，拉刀在拉削時易克服材料的抗力，避免了合金成分的偏析和粗大傾向，使得拉刀具有更強(qiáng)的韌性和抗磨耗性能。優(yōu)選地，拉刀材料采用粉末冶金高速鋼FT15。
[0035]如圖1所示，本實(shí)施例中，拉刀齒升量進(jìn)行優(yōu)化，依據(jù)粉末高溫合金渦輪盤的材料特性，調(diào)整全套拉刀的齒升量，將粗拉刀齒升量控制在0.045mm-0.07mm，將精拉刀齒升量控制在0.02mm-0.035mm。對于粉末高溫合金的渦輪盤上的榫槽拉削加工，將粗拉刀齒升量控制在0.045mm-0.07mm，精拉刀齒升量控制在0.02mm-0.035mm，相對于其他齒升量的拉刀，拉刀的耐磨性有了明顯的提高，并且由于齒升量小使得拉削過程更加平穩(wěn)，榫槽加工的質(zhì)量更穩(wěn)定，加工精度更高。
[0036]如圖1所不，本實(shí)施例中，拉削速度控制，拉削速度控制為30mm / s_50mm / S。對于粉末高溫合金材料的潤輪盤，將拉削速度控制為30mm / s-50mm / s,拉刀的磨損能夠明顯降低，拉削的加工精度、加工質(zhì)量能夠得到明顯的提高，并且正常的拉刀損耗能夠明顯降低，并且不會耽誤加工進(jìn)度。在犧牲拉削速度的情況下卻帶來了更好的加工質(zhì)量并降低了拉刀損耗的優(yōu)勢，而加工質(zhì)量和拉刀損耗正式渦輪盤拉削加工成本的重要組成部分，以30mm / s-50mm / s的拉削速度能夠大大的降低加工成本以及加工質(zhì)量，從而解決現(xiàn)有加工技術(shù)依據(jù)跨棒尺寸判斷零合格率的問題。
[0037]如圖1所示，本實(shí)施例中，在固溶狀態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤進(jìn)行時效處理前完成粉末高溫合金渦輪盤的榫槽拉削加工。固溶狀態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤由于未經(jīng)過熱處理強(qiáng)化，使得拉削的難度降低，實(shí)現(xiàn)了既改善拉削性能，又保證了粉末高溫合金渦輪盤的使用要求。
[0038]如圖1所示，本實(shí)施例中，粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法的工藝路線包括:定制固溶態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤毛坯，進(jìn)行硬度檢查；對固溶態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤進(jìn)行榫槽拉削加工，拉削后依次檢查粉末高溫合金渦輪盤上各榫槽的跨棒尺寸并記錄；進(jìn)行時效處理，同時檢查粉末高溫合金渦輪盤的硬度；再次檢查粉末高溫合金渦輪盤各榫槽跨棒尺寸并與時效處理前記錄值進(jìn)行對比。形成完整的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法的工藝路線，改善了拉削的性能，拉刀更易克服渦輪盤材料的抗力，減少打刀、崩刀以及拉刀磨損的幾率；通過粉末高溫合金渦輪盤在固溶狀態(tài)下進(jìn)行榫槽拉削加工，以固溶狀態(tài)，先進(jìn)行拉削，待到拉削完成后再進(jìn)行最終的熱處理，以滿足渦輪盤的最終性能，實(shí)現(xiàn)既改善拉削性能，又保證渦輪盤的使用要求，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。
[0039]如圖1所示，本實(shí)施例中，依據(jù)工藝路線的具體工藝流程包括:定制固溶態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤毛坯；毛坯粗加工；超聲波處理；低倍腐蝕處理；基準(zhǔn)修改；榫槽拉削處理；粉末高溫合金渦輪盤的榫槽檢驗(yàn)；時效處理；粉末高溫合金渦輪盤的榫槽再次檢驗(yàn)；粉末高溫合金渦輪盤精加工；熒光處理；粉末高溫合金渦輪盤成品檢驗(yàn)。形成完整的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法的工藝流程，改善了拉削的性能，拉刀更易克服渦輪盤材料的抗力，減少打刀、崩刀以及拉刀磨損的幾率；通過粉末高溫合金渦輪盤在固溶狀態(tài)下進(jìn)行榫槽拉削加工，以固溶狀態(tài)，先進(jìn)行拉削，待到拉削完成后再進(jìn)行最終的熱處理，以滿足渦輪盤的最終性能，實(shí)現(xiàn)既改善拉削性能，又保證渦輪盤的使用要求，從而達(dá)到本發(fā)明的目的。
[0040]如圖1所示，本實(shí)施例中，粉末高溫合金渦輪盤的毛坯是由合金制成粉末然后通過靜壓方式形成的盤坯。粉末高溫合金渦輪盤毛坯是將合金制成粉末，通過熱等靜壓方式形成的盤坯，所制渦輪盤毛 坯可以以固溶態(tài)或者時效態(tài)交付，便于經(jīng)粗加工后進(jìn)行拉削，加工成成品。
[0041]如圖1所示，本實(shí)施例中，時效處理后的粉末高溫合金渦輪盤的硬度為HRC48-50，強(qiáng)度為≥1340MPa。形成熱處理后的高強(qiáng)度粉末高溫合金渦輪盤成品。
[0042]實(shí)施時，通過對粉末高溫合金渦輪盤在加工工藝路線、熱處理狀態(tài)、拉削參數(shù)等方面進(jìn)行優(yōu)化，突破了粉末高溫合金渦輪盤拉削加工關(guān)鍵技術(shù)，成功研制出新型先進(jìn)航空發(fā)動機(jī)渦輪盤。具體實(shí)施方案如下:
[0043](I)拉刀設(shè)計(jì)優(yōu)化技術(shù)
[0044]拉刀材料優(yōu)選
[0045]粉末高溫合金比GH500更硬更難加工。將拉刀材料改用粉末冶金高速鋼FT15。該粉末冶金高速鋼比M42高速鋼具有更好的紅硬性，抗壓強(qiáng)度和耐磨性，因避免了合金成分的偏析和粗大傾向使刀刃擁有更強(qiáng)的韌性和抗磨耗性能等。
[0046]拉刀齒升量調(diào)整
[0047]全套拉刀的齒升量降低，單齒切削量減小，拉刀更加耐磨。將粗拉刀齒升調(diào)整到
0.045~0.07mm，精拉刀齒升量調(diào)整到0.02~0.035mm，拉刀更耐磨，拉削過程平穩(wěn)，榫槽加工質(zhì)量更穩(wěn)定。
[0048](2)低速拉削技術(shù)
[0049]由于粉末高溫合金材料比GH500、不銹鋼材料更硬，強(qiáng)度更高，降速拉削成為解決問題的突破口。在拉削速度為30~50mm / s時拉刀工作趨于正常。雖然降速效率低了一半，但好的加工質(zhì)量和正常拉刀損耗顯示低速的優(yōu)勢。
[0050](3)改善拉削性能的工藝路線優(yōu)化技術(shù)
[0051]通過開展對粉末高溫合金渦輪盤固溶狀態(tài)加工工藝研究，確定加工工藝優(yōu)化方案，大致有下列內(nèi)容:①定制固溶態(tài)毛坯，進(jìn)行硬度檢查(硬度摸底)；②拉削固溶態(tài)的零件，拉削后依次檢查各榫槽跨棒尺寸并記錄(尺寸均勻性檢查)進(jìn)行時效處理，同時檢查其硬度(保證設(shè)計(jì)最終熱處理要求)；④再次檢查零件各榫槽跨棒尺寸并與時效前記錄值進(jìn)行對比(時效前后尺寸變化量檢查)。按上述工藝方案，優(yōu)化后的工藝流程簡述如下:
[0052]毛坯(固溶態(tài))——粗加工——超聲波——低倍腐蝕——基準(zhǔn)修復(fù)——拉榫槽 檢驗(yàn) 時效 檢驗(yàn) 精力口工 突光 檢驗(yàn)
[0053]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)有:
[0054](I)所加工的榫槽精度高。
[0055]燃?xì)鉁u輪盤，榫槽輪廓度(要求小于0.015mm)誤差控制在0.01?0.012mm,輪廓度在投影儀上進(jìn)行檢查；榫槽齒距公差小于0.0lmm與齒面相互平行度小于0.0lmm均達(dá)到設(shè)計(jì)要求。高精度耐磨損拉刀與現(xiàn)有材料渦輪盤拉刀相比，設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)更細(xì)密，精度更高。
[0056](2)拉刀磨損正常，加工成本降低。
[0057]拉削過程平穩(wěn)，磨損正常，沒有發(fā)生打刀和崩刃現(xiàn)象，零件榫槽的跨棒尺寸一致性好，單盤在0.02mm以內(nèi)，一套精拉刀可以加工完成八個零件后修磨一次，拉刀壽命顯著提聞。
[0058]對于高強(qiáng)高硬粉末高溫合金渦輪盤只能采用低速加工才能確保拉削質(zhì)量，并提高拉刀的使用壽命。所以這一技術(shù)國內(nèi)仍然領(lǐng)先。
[0059](3)改善熱處理狀態(tài)的工藝優(yōu)化方法合理。
[0060]利用以固溶狀態(tài)交付燃?xì)鉁u輪盤盤坯進(jìn)行拉削試驗(yàn)。試驗(yàn)結(jié)果:兩件工件拉削正常，沒有打刀現(xiàn)象，刀具磨損正常。后續(xù)批次共十一件也采用此優(yōu)化工藝，拉削過程平穩(wěn)，產(chǎn)品質(zhì)量有保證。鑒于固溶態(tài)時材料硬度強(qiáng)度低，可以改善拉削性能，在類似的難加工材料上同樣也能夠采用本方法進(jìn)行加工。改善拉削性能的工藝路線優(yōu)化技術(shù)處于領(lǐng)先水平。
[0061]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，依據(jù)粉末高溫合金渦輪盤的材料特性，對拉刀進(jìn)行優(yōu)化，優(yōu)化拉刀的材料以提高拉刀的韌性和抗磨耗性能，優(yōu)化拉刀的齒升量以提高拉刀的耐磨性、拉削過程的平穩(wěn)性以及加工精確性；對拉削速度進(jìn)行優(yōu)化以提高加工質(zhì)量和減少拉刀損耗；優(yōu)化工藝路線以改善拉削性能；粉末高溫合金渦輪盤以固溶態(tài)交付；粉末高溫合金渦輪盤在固溶狀態(tài)下進(jìn)行榫槽拉削加工；通過熱處理得到粉末高溫合金渦輪盤成品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，其特征在于，拉刀材料優(yōu)化，拉刀材料采用紅硬性、抗壓強(qiáng)度和耐磨性好的粉末冶金高速鋼。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，其特征在于，拉刀材料采用粉末冶金高速鋼FT15。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，其特征在于，拉刀齒升量進(jìn)行優(yōu)化，依據(jù)粉末高溫合金渦輪盤的材料特性，調(diào)整全套拉刀的齒升量，將粗拉刀齒升量控制在0.045mm-0.07mm，將精拉刀齒升量控制在0.02mm-0.035mm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，其特征在于，拉削速度控制，拉削速度控制為30mm / s-50mm / S。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，其特征在于，在固溶狀態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤進(jìn)行時效處理前完成粉末高溫合金渦輪盤的榫槽拉削加工。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，其特征在于，粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法的工藝路線包括:定制固溶態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤毛坯，進(jìn)行硬度檢查；對固溶態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤進(jìn)行榫槽拉削加工，拉削后依次檢查粉末高溫合金渦輪盤上各榫槽的跨棒尺寸并記錄；進(jìn)行時效處理，同時檢查粉末高溫合金渦輪盤的硬度；再次檢查粉末高溫合金渦輪盤各榫槽跨棒尺寸并與時效處理前記錄值進(jìn)行對比。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，其特征在于，依據(jù)工藝路線的具體工藝流程包括:定制固溶態(tài)的粉末高溫合金渦輪盤毛坯；毛坯粗加工；超聲波處理；低倍腐蝕處理；基準(zhǔn)修改；榫槽拉削處理；粉末高溫合金渦輪盤的榫槽檢驗(yàn)；時效處理；粉末高溫合金渦輪盤的榫槽再次檢驗(yàn)；粉末高溫合金渦輪盤精加工；熒光處理；粉末高溫合金渦輪盤成品檢驗(yàn)。
9.根據(jù)權(quán)利要求7或者8所述的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，其特征在于，粉末高溫合金渦輪盤的毛坯是由合金制成粉末然后通過靜壓方式形成的盤坯。
10.根據(jù)權(quán)利要求6至8中任一項(xiàng)所述的粉末高溫合金渦輪盤榫槽的拉削加工方法，其特征在于，時效處理后的粉末高溫合金渦輪盤的硬度為HRC48-50，強(qiáng)度為≥1340MPa。
【文檔編號】B23D43/00GK103707016SQ201310670859
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年12月10日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月10日
【發(fā)明者】劉海根, 黃學(xué)懷, 劉青海, 胡祥松 申請人:中國南方航空工業(yè)(集團(tuán))有限公司