C172沉淀硬化铍铜基合金切削工艺

2020-03-07

C172 沉淀硬化铍铜基合金

本文主要介绍C17200沉淀硬化铍铜基合金的切削加工工艺。从C172的切削特性，刀具的选择，刀具几何参数的选择，切削量的选择，切削液的选择，铣削和钻孔，介绍我们近年来对C172的加工经验。通过一系列技术手段和加工经验，C172已广泛应用于石油测井领域。

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C172是沉淀硬化铍铜基合金，具有良好的综合性能。该合金经固溶时效处理后具有更高的硬度、强度、弹性极限和疲劳极限。它还具有很强的耐腐蚀性、导电性和非磁性，使其能够在低温、高温、高压和酸性的恶劣环境中使用。有更长的寿命。因此，它被广泛应用于各种高科技制造行业，特别适用于我公司开发生产的石油测井仪器，使仪器满足在恶劣的井下环境中使用的要求。

一、C1切削特性

(1) 加工硬化。 由于铍的存在，C17200在加工过程中会出现快速聚合硬化的现象。加工硬化层≥0.007mm。因此，在加工时必须选择相对锋利的刀具和合理的切削深度，以防止硬化层造成刀具过度。发生磨损和机加工困难。
(2) 切削力大。 固溶时效后，C17200的硬度和强度有明显提高，可达38～44HRC。切削过程中产生的较大切削力和塑性变形增加了工件与刀具之间的摩擦力，并产生大量切削热。因此，在加工过程中需要切削液来降低切削温度。
(3) 刚性差。 C17200的弹性模量为128GPa，是刚性材料的60%。它在加工过程中容易变形。因此，工件和工具应选择较坚固的支架。
(4) 该工具易于磨损。 固溶时效后，除硬度和强度显着提高外，表面还会形成一层耐磨氧化膜。这种氧化膜会加剧刀具的磨损。另外，C17200塑性变形大，切削温度高 2、切削力大，刀具也易磨损。但是刀具的磨损与切削速度和进给量成正比，合理的切削速度和进给量可以降低刀具磨损的程度。

二、C2刀具的选择

刀具是保证生产的重要因素，合理的刀具可以提高加工效率和产品质量。目前，大多数加工厂使用的刀具有两种材料，高速钢和硬质合金。两种刀具都具有较高的耐磨性和强度，但高速钢的耐高温性和切削精度不及硬质合金，而C17200加工过程往往会产生更高的切削温度和切削力。因此，在切削 C17200 时，硬质合金刀具是最佳选择。常用的硬质合金刀具包括YG3、YG8、YG6、YT4和YT5。由于YT系列硬质合金刀具与材料的亲和力强，会加剧刀具磨损。因此，切削时应选用YG系列硬质合金刀具。我公司使用的硬质切削刀具有YG6和YG8两种。

3.切削C172时刀具几何参数的选择

(1) 刀片形状。 对于C17200高强度高硬度材料的切削，为延长刀具使用寿命，提高刀具抗振性，提高加工表面质量，加工时选用圆弧刃，刀尖圆弧半径 rε = 0.1 至 0.8 mm。
(2) 刀片类型。 为了增加切削刃强度，减少刀具破损，改善散热条件，加工时选择负倒角，宽度bγ1=（0.3～0.8）f，角度γo1=-10°～-5°。
(3) 刀脸型。 为了合理控制切屑流动，减少切削热量，减少刀具磨损，加工时选择排屑槽或断屑槽。槽底圆弧半径Rn=(2～7)f。
(4) 前角γ o。 切削C17200高强度高硬度材料时，较小的前角可增加前刀面与切屑的接触面积，增大散热面积，增加切削刃强度，改善散热条件刀头的。它是5°到10°。
(5) R角α o。在C17200切削过程中，使用较小的后角可以增加切削刃的强度，降低崩刃的风险，但较小的后角会增加主后刀面与工件之间的摩擦，缩短刀具的使用寿命，并降低加工表面的表面粗糙度质量，一般后角α o 值为6°～8°。
(6) 主偏角κr和次偏角κ´r。 在进给量和切削深度相同的情况下，较小的主偏角和副偏角可以增加主切削刃的切削长度，降低主切削刃单位面积的切削力，改善散热条件。减少副后刀面与加工面的摩擦，降低工件的表面粗糙度。但是C17200的硬度和强度都比较高，较小的主偏角使得刀具上的径向力较大，增加了崩刃的风险。在工艺系统刚度较好的情况下，一般偏角κr值为45°～75°，次偏角κ´r值为5°～10°。
(7) 叶片倾角λs。 计划加工铍铜 C17200固溶时效后具有更高的强度和硬度，以增加主切削刃的强度，增加切屑的流量，避免崩刃的产生，防止加工表面的划伤，以及粗加工时的刀片倾斜。值为-10°～-5°，精加工时刀具倾角为0°。

4、C17200切削量的选择

(1) 切割速度vc。 切削速度的选择主要受刀具耐磨性、机床功率、材料硬度、加工效率等多种因素的限制。在一定的机床功率下，切削C17200时采用较低的切削速度，以延长刀具的使用寿命。降低切削温度，减少累积切削的发生，但切削速度过低会大大降低加工效率。因此，切割C17200时使用的切割速度一般为100～200m/min。
(2) 切削深度αp。 切削深度对刀具耐磨性的影响最小，加工时可采用较大的切削深度以提高加工效率，增加切削刃的工作长度和宽度，降低单位面积切削力切削刃，延长刀具寿命，但过大的切削深度对工艺系统的刚性要求很高，特别是C17200的高硬度高强度切削，所以C17200的切削深度一般为0.05～3mm。
(3) 进料量 f. 进给量的选择主要受三个因素影响：切削力、加工效率和表面粗糙度。大进给量提高了加工效率，但增加了切削力和表面粗糙度值；小进给量减小切削力和表面粗糙度值小，但加工效率降低。因此，有必要选择合理的进料速度。 C17200固溶时效后具有较高的强度和硬度，在切削过程中产生较大的切削力，进给量不能太大。小进给量会降低加工效率，增加加工成本。 C17200的进给量一般为0.1～0.15mm/r。

5、切削C172时切削液的选择

在切削过程中使用切削液可以散热和润滑，从而延长刀具寿命，提高加工效率和产品质量。 C17200切削过程中产生大量切削热，使切削温度升高。因此，切削液在切削C17200时的主要作用是加速切削热的扩散，降低切削温度，延长刀具的使用寿命。由可溶性油制成的乳液对散热效果显着，但其成分中所含的硫磺会在C17200表面形成小斑点，留下工件报废的隐患。差，但其润滑作用比较明显，减少刀具与工件的摩擦，减少切削热的产生。因此，C3切削采用矿物油加7%～17200%猪油的切削液。

6. C17200 铣削

C172具有高强度和硬度。铣削时，切削刃必须锋利，抗冲击能力强。虽然高速钢铣刀和硬质合金铣刀均可用于C17200铣削，但硬质合金铣刀的加工精度高于高速钢铣刀。因此，铣削时使用硬质合金铣刀。

什么时候数控铣削 C172，应采用非对称顺铣方式。这样可以有效减少铣刀与工件的摩擦，稳定工件，减少刀具振动。在铣削过程中，可以使用一些切削液来延长铣刀的使用寿命，降低工件的表面粗糙度。

7、C172钻孔

钻C172时，可选择高速钢麻花钻进行钻孔。钻头的螺旋角为29°，顶角为118°，钻头刃角为12°。如有必要，可以使用特别锋利的刀尖。由于C172的强度和硬度高，切削速度要求较低，需要浇注切削液进行冷却和润滑，有利于切屑顺利排出，防止切屑划伤加工表面，减少钻头磨损，延长钻头。生活。同时，在钻孔过程中，要保证切削速度和进给速度恒定，防止孔底加工硬化，给加工带来更大的困难。