济南弘正锯业有限公司带锯条作业

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当前在机械制造中，由于产品的快速更新换代，因而对零件的选用也有了更高要求，特别在航天、大型电站和舰船等行业的制造中，一些难加工材料如高温合金、钛合金、耐热不锈钢、复合材料等，已被广为采用，其中应用面大且较为常用的高温合金材料的高效加工更受到了更多关注。

　　高温合金，通常分为三类，即铁基高温合金、镍基高温合金和钴基高温合金，从难加工程度来说，镍基高温合金的加工应该说更具有典型性和代表性。

　　高温合金难加工的主要原因简单地说可归纳为四个方面：一是材料高温强度高，加工硬化倾向大，一般镍基高温合金的单位切削力比中碳合金钢高 50%；加工后工件表面层的加工硬化及残留应力大，硬化程度可达 200%～500%；二是导热性差，它的导热系数约为45 钢的 1/5～1/2，故切削温度高；三是对刀具的粘结倾向大，在对高温合金加工时极易产生积屑瘤，使切削不稳定，从而影响了加工表面质量；四是强化元素含量高。在合金中形成大量研磨性很强的金属碳化物，金属间化合物等硬质点，对刀具有强烈的擦伤作用。

　　高温合金的下料，是机械制造中的首道工序，传统的下料工艺工序，一般是在卧式带锯床上采用环式双金属带锯条将棒料或不同截面的零件毛坯切断(普通合金工具钢和高速钢带锯条无法进行高温合金下料加工)。采用高性能高速钢双金属带锯条(刃口材料为来切割难加工的高温合金，其切削效率低，寿命也极短，以切割一件直径为 130mm 的镍基高温合金棒料为例(材料为 GH4169)，采用 M42 双金属锯条一般一件下料的时间约为 8～10 小时，而且一根锯条的寿命也只能下一件，后我们选用了一种优质超硬型双金属带锯条(牌号为 M51)，用该锯条对同规格、同材质的高温合金棒料下料加工，其结果是在刀具切削效率和寿命方面都略有提高，但提高的幅度仅在 15%～20%之间(该锯条切削刃处的硬度为 67～69HRC)，我们认为用这种材质和类型的带锯条加工高温合金不能满足生产的要求，为此我们经过多种方案比较，后选用了具有高硬度的硬质合金带锯条，经过试验和实践应用，的确，硬质合金带锯条在对高温合金下料加工中取得了明显的效果，满足了生产进度的要求。


　　硬质合金带锯条的设计与选择硬质合金带锯条有不同的材质和结构，在实践应用中我们发现不是任何一种硬质合金带锯条在对高温合金下料加工中，都能收到良好的效果，只有在选择合理、使用得当的情况下才能获得理想的结果。为此我们对带锯条的结构、齿型形式、材料和切削用量的合理选取等四方面进行了选取和对比，其情况如下：图 1 2/3 变齿距带锯条结构简图１。刀具结构硬质合金带锯条，一般都采用镶齿焊接式结构，硬质合金带锯条齿尖具有高硬度、高耐磨性，和高耐疲劳性的优点，但其主要缺点是性脆、强度低、不耐冲击。在对高温合金下料时，刀具结构选取除要考虑材料的特性外，其主要的选取原则还应根据高温合金的难加工性，考虑到被加工零件毛坯的形状和对加工的主要要求(如切削以提高锯切效率为主，还是以提高寿命为主)来确定带锯条的结构选取是采用粗齿还是细齿，是等齿距还是变齿距。经过试验应用对比(特别是根据其后锯切下料数据对比结果)，我们认为对高温合金下料的带锯条，其结构以选用粗齿和变齿距的硬质合金带锯条为佳，其原因我们认为，在对高温合金锯切下料时(特别是镍基高温合金)切屑的粘附性很强，切屑不易顺利排出，积屑瘤的时生时灭易使刀刃崩刃、刀具后刀面磨损加剧，选用粗齿不但刀刃强度增加，同时也可使容屑空间增大，便于选用较大进给速度提高切削效率；变齿距的采用则可降低切割噪音并使振动减小，切削时也更加平稳，这样有利于刀具耐用度的提高。