热喷涂(焊),是对材料的一种加工工艺,主要目的是对机械零件或材料进行表面处理、防护和修复,可以提高零件的耐热、耐磨、耐腐蚀等性能,对于延长零件寿命、降低成本等都有显著的效果。
在实际的加工生产中,热喷涂(焊)的应用很广泛,常见的热喷涂(焊)材料零件包括螺旋输送器、挤压机、轧辊、闸门阀、石油和天然气设备零件、模具及柱塞等。
一、热喷涂(焊)材料的车削加工难点
热喷涂(焊)材料是多组元的高温高强合金,经高温高速喷射后表层硬度更高,有着高强度钢、高温合金与淬硬钢的特点,非常难以进行车削加工。另外,如果包覆了粉末层,那就更加难以切削了。
(1)切削温度高。热喷涂(焊)材料的化学成分中大多是熔点很高而导热系数小的元素,兼具高硬度钢、高温合金和淬硬钢的特性,切削加工时,能量消耗多,生成的热量多,而且又不易散出,因此切削温度很高。
(2)刀具使用寿命低。从材料的宏观角度看,热喷涂(焊)层硬度高,可达65~70HRC;从微观角度看,热喷涂(焊)材料中又有许多硬度很高的硬质点,其耐磨性几乎比同等硬度刚高出3~6倍,切削时它们会加快刀具的磨损,使刀具使用寿命降低。
(3)喷涂(焊)层易剥落。材料在经过热喷涂(焊)之后,虽然与基体材料有一定的结合强度,但是喷焊层较薄,组织不紧密且硬度又高,在较大切削力和高的切削温度下,喷涂(焊)层容易产生局部剥落。
(4)切削时易产生振动。喷涂(焊)层表面冷却后,会产生收缩现象,组织不均匀,还可能有微小的气孔及夹杂等缺陷,表面不平整,因此在切削时容易引起冲击和振动。
二、热喷涂(焊)材料车削加工刀具的选择
目前来说,适合于车削加工热喷涂(焊)材料的刀具有涂层硬质合金刀具、陶瓷刀具和CBN立方氮化硼刀具三种。涂层硬质合金刀具和陶瓷刀具虽然也能加工热喷涂(焊)材料,但受硬度和耐磨性的限制,刀具的使用寿命较短。因此CBN立方氮化硼刀具是目前更为合适的选择。
如BTS2800牌号CBN立方氮化硼刀片,CBN含量高达95%,可以加工表面硬度HRC60~79之间的高硬度喷焊层,与硬质合金刀具相比材料切除率更高,与陶瓷刀具相比使用寿命更长,因此相对来说不仅提高了加工效率,而且更为经济划算。
三、CBN立方氮化硼刀具加工热喷涂(焊)材料实例
大多数热喷涂(焊)材料通常都有加工硬化现象,因此在车削加工去除材料表皮时,应当尽量一次完成,如果在表皮层加工会极大的缩短刀具的寿命。并且在粗加工时尽可能使用圆刀片,可以适当提高进给量。
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