一种难加工镍基高温合金IC10的缓进给磨削方法技术

本发明专利技术提供了一种难加工镍基高温合金IC10的缓进给磨削方法，解决传统平面磨削镍基高温合金IC10的表面粗糙度较大，表面缺陷多的问题。本发明专利技术首先使用粒度稍大的棕刚玉与白刚玉混合砂轮进行粗磨，然后使用粒度较小的棕刚玉与白刚玉混合砂轮进行精磨，实现了镍基高温合金IC10的高效、高精度磨削。高精度磨削。高精度磨削。

【技术实现步骤摘要】
一种难加工镍基高温合金IC10的缓进给磨削方法


[0001]本专利技术涉及缓进给磨削加工
，具体为一种难加工镍基高温合金IC10的缓进给磨削方法。

技术介绍

[0002]镍基金高温合金IC10是由金属镍和铝通过金属键结合而成的一种金属间化合物。镍基金高温合金IC10具有许多优良的性能，包括高的强度和熔点，耐高温疲劳，耐气体腐蚀，抗蠕变，并对峰值温度以下的屈服强度具有正温度效应，是制造航空发动机涡轮叶片的理想材料。由于镍基金高温合金IC10的内部结构与常规金属不同，使其成为一种典型的难加工材料，其可磨性是制约其应用的一个重要问题。
[0003]Quanren Zeng等研究人员在Proceedings of the Institution of Mechanical Engineers,Part B:Journal of Engineering Manufacture，2014，229(2)中发表的论文“Investigation into grindability of a superalloy and effects of grinding parameters on its surface integrity”采用外圆磨削正交实验和平面磨削单因素实验对镍基高温合金GH4169的磨削表面完整性进行研究，发现采用该磨削方法加工镍基高温合金时表面粗糙度值较大。Cai Ming等研究人员在The International Journal of Advanced Manufacturing Technology，2019,101中发表的论文“Experimental study on grinding surface properties of nickel
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based single crystal superalloy DD5”采用平面磨削的方法对镍基单晶高温合金DD5的磨削表面特性进行了研究，获得的最小表面粗糙度Ra为0.72μm，粗糙度值相对较大。
[0004]GH4169、DD5及IC10同属于镍基高温合金，其性能及用途相似，以上两篇论文的研究发现对镍基高温合金采用普通平面磨削的方法加工会出现表面粗糙度较大的问题。而粗糙度作为评价表面质量的一个重要参数，会对配合的稳定性、耐腐蚀性、材料的疲劳强度产生重要影响。然而，采用普通平面磨削加工镍基高温合金产生较大的表面粗糙度，这限制了镍基高温合金在航空工业上的应用于推广。
[0005]缓进给磨削作为现有的加工方法，目前主要应用在钛合金这类难加工材料中，并未见应用于镍基高温合金IC10中。并且由于钛合金与镍基高温合金IC10的材料性能完全不同，两者的加工步骤和参数没有类比性，因此，缓进给磨削在钛合金中的成功应用无法为缓进给磨削在镍基高温合金IC10的应用提供有价值的参考。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于解决传统平面磨削镍基高温合金IC10的表面粗糙度较大，表面缺陷多的问题，而提供一种难加工镍基高温合金IC10的缓进给磨削方法，以减小试件表面粗糙度、减少表面缺陷。
[0007]实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：
[0008]一种难加工镍基高温合金IC10的缓进给磨削方法，其特殊之处在于：包括以下步
骤：
[0009]1)使用金刚笔砂轮修整器对缓进给磨床上的粗磨砂轮进行修整，每个行程修整0.05～0.1mm，共修整0.3～0.4mm，工件进给速度为100～200mm/min，之后再进行一次磨削深度为零的光修整；砂轮修整时添加的冷却液速度是20～80L/min；
[0010]2)对已经装夹在缓进给磨床上的镍基高温合金IC10试样进行粗磨至表面粗糙度小于Ra0.8μm；
[0011]3)使用金刚笔砂轮修整器对缓进给磨床上的精磨砂轮进行修整，每个行程修整0.05～0.1mm，共修整0.3～0.4mm，工件进给速度为100～200mm/min，之后再进行一次磨削深度为零的光修整；砂轮修整时添加的冷却液速度是20～80L/min；
[0012]4)对步骤2)粗磨后的试样进行精磨至表面粗糙度小于Ra0.2μm，得到镍基高温合金IC10磨削样品。
[0013]进一步地，为了为精磨阶段做好基础工作，步骤2)中，采用粒度为80#的棕刚玉与白刚玉混合砂轮对镍基高温合金IC10试样进行粗磨；
[0014]所述粗磨的加工参数：砂轮速度为18～26m/s，进给速度为100～200mm/min，磨削深度为0.2～0.8mm，粗磨过程中冷却液的添加速度为20～80L/min。优选粗磨参数：砂轮速度为22m/s，进给速度为150mm/min，磨削深度为0.5mm，粗磨过程中冷却液的添加速度为50L/min。
[0015]进一步地，为了得到最佳磨削效果和较好的砂轮耐用度，步骤4)中，采用粒度为100#的棕刚玉与白刚玉混合砂轮步骤2)粗磨后的试样进行精磨；
[0016]所述精磨的加工参数：砂轮速度为12～32m/s，进给速度为50～250mm/min，磨削深度为0.1～0.9mm，精磨过程中冷却液的添加速度为10～90L/min。
[0017]进一步地，为了使修正效果达到最好，步骤1)和步骤3)中，每个行程修整0.05mm，共修整0.4mm，工件进给速度为150mm/min，砂轮修整时添加的冷却液速度是60L/min。
[0018]进一步地，为保证在后续加工中工件位置的准确性，所述镍基高温合金IC10试样在装夹之前，先对其进行预处理，使其表面的粗糙度小于Ra1μm。
[0019]进一步地，为了辅助使粗磨和精磨效果更好，所述冷却液为乳化剂。
[0020]进一步地，还包括步骤5)对步骤4)得到镍基高温合金IC10磨削样品进行清洗，比如采用无水乙醇进行擦拭。
[0021]进一步地，所述缓进给磨床采用CHEVALIER FSG
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B818CNC数控成型磨床。
[0022]本专利技术的优点是：
[0023]1.本专利技术的一种难加工镍基高温合金IC10的缓进给磨削方法，首先使用粒度稍大的棕刚玉与白刚玉混合砂轮进行粗磨，然后使用粒度较小的棕刚玉与白刚玉混合砂轮进行精磨，实现了镍基高温合金IC10的高效、高精度磨削。
[0024]2.采用本专利技术的磨削方法，被加工试件的表面粗糙度可达到Ra0.1μm，加工表面没有明显划痕和烧伤，加工表面质量得到明显提高，使镍基高温合金IC10在磨削加工中得到较小的表面粗糙度及较少的表面缺陷。
[0025]3.缓进给磨削采用较小的进给速度，较大的磨削深度，相比于普通磨削，缓进给磨削时砂轮与工件的接触弧长增加，同时参与磨削的磨粒数更多，加工效率更高。同时因为行程次数少和进给速度低，所以缓进给磨削可以减小砂轮的冲击损伤，这增加了砂轮的寿命，
提高了工件的加工精度。因此，缓进给磨削镍基高温合金IC10能够减小工件表面粗糙度及表面缺陷。
附图说明
[0026]图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种难加工镍基高温合金IC10的缓进给磨削方法，其特征在于：包括以下步骤：1)使用金刚笔砂轮修整器对缓进给磨床上的粗磨砂轮进行修整，每个行程修整0.05～0.1mm，共修整0.3～0.4mm，工件进给速度为100～200mm/min，之后再进行一次磨削深度为零的光修整；砂轮修整时添加的冷却液速度是20～80L/min；2)对已经装夹在缓进给磨床上的镍基高温合金IC10试样进行粗磨至表面粗糙度小于Ra0.8μm；3)使用金刚笔砂轮修整器对缓进给磨床上的精磨砂轮进行修整，每个行程修整0.05～0.1mm，共修整0.3～0.4mm，工件进给速度为100～200mm/min，之后再进行一次磨削深度为零的光修整；砂轮修整时添加的冷却液速度是20～80L/min；4)对步骤2)粗磨后的试样进行精磨至表面粗糙度小于Ra0.2μm，得到镍基高温合金IC10磨削样品。2.根据权利要求1所述缓进给磨削方法，其特征在于：步骤2)中，采用粒度为80#的棕刚玉与白刚玉混合砂轮对镍基高温合金IC10试样进行粗磨；所述粗磨的加工参数：砂轮速度为18～26m/s，进给速度为100～200mm/min，磨削深度为0.2～0.8mm，粗磨过程中冷却液的添加速度...

【专利技术属性】
技术研发人员：汪文虎，朱孝祥，蒋睿嵩，熊一峰，刘晓芬，黄博，张声国，刘聪，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：