开槽超级合金的方法以及用于其的切削刀片技术

一种开槽超级合金工件（２４）的方法使用至少部分地覆盖有立方氮化硼（ＣＢＮ）层并且具有在其中形成的一个或多个内部管道（１８）的切削刀片（１２），所述一个或多个内部管道（１８）在一个或多个相应开口（２６）处开口到所述刀片的前刀面（１６）以外。以不小于２００巴压力经由这些内部管道（１８）传递的一个或多个冷却剂流体流被向上和向外朝向所述切削刀片（１２）的切削刃（１４）与所述工件（２４）之间的相互作用区引导，从而限制在所述开槽操作期间创建的工件碎片（２８）的长度。所述切削刀片的内部管道（１８）的所述开口（２６）可以位于距离所述刀片的切削刃（１４）的０．５－３．０毫米间。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及机械加工例如镍铬铁合金的超级合金的方法，以及用于执行该方法的切肖丨J刀片(cutting insert)。
技术介绍
超级合金已在金属工业中使用了很多年。超级合金或高性能合金是呈现例如高温下的优良机械强度和抗蠕阻力、高表面稳定性、以及高抗腐蚀性和抗氧化性的金属合金。超级合金通常具有奥氏体的、面心的、立方晶体结构。超级合金的合金元素通常包括镍、钴、或镍-铁。超级合金的发展依赖于化学和工艺创新，并且主要由航空航天工业以及诸如工业燃气涡轮机和船用涡轮工业的能源工业驱动。超级合金的实例有 Hasteloy、Waspaloy、Rene 合金(例如，Rene 41、Rene 80、 Rene95), Haynes合金、hcoloy、单晶体合金和镍铬铁合金，镍铬铁合金包括通常在高温应用中使用的奥氏体的基于镍的超级合金族。如一些其他超级合金一样，镍铬铁合金包括在极端条件下表现良好的抗氧化和抗腐蚀材料。例如，加热后，镍铬铁合金形成厚的稳定钝化氧化层，保护它的表面免受多种不良影响。因此，镍铬铁合金保留了很宽的温度范围，并且对于用于高温应用是有吸引力的， 而诸如铝或钢的其他材料则在这样的应用中表现欠佳。然而，镍铬铁合金以及其他超级合金例如由于在加工过程中的快速加工硬化 (work-hardening)很难塑形和机械加工。举例来说，在镍铬铁合金的工件上完成第一加工动作(machine pass)后，快速加工硬化在后续加工动作中造成与切削工具相互作用的该工件的各个区域的不良塑性和弹性变形。用于克服上述缺陷的现有解决方案包括在常规切削区大约70-80巴压力下供应由外部适配器提供的冷却剂流体。所施加的冷却剂流体有助于排除加工过程中生成的热量。然而，包括例如使用已知的硬质合金切削刀片提供冷却剂流体的现有解决方案将工件的切削速度(V。)限制到约每分钟40-60米，这与其他切削操作的的切削速度相比是相对有限的切削速度。例如，低切削速度导致高加工成本以及因而高制造成本。本专利技术的目的是提供一种加工方法，以及执行该加工方法的切削刀片，所述加工方法和切削刀片显著地减少或克服了上述缺陷。
技术实现思路
本专利技术的实施例包括一种开槽(groove)超级合金工件的方法，和/或一种用于执行该方法的切削刀片。例如在一些实施例中，切削刀片的至少一部分，例如，切削刀片的至少切削刃，覆盖有诸如多晶硅CBN (PCBN)层的立方氮化硼(CBN)层，并且切削刀片包括在其中形成的一个或多个内部管道。所述方法包括例如在切削刃与工件的相互作用区上直接引导冷却剂流体，其中，该冷却剂流体通过所述一个或多个内部管道被传递到相互作用区。冷却剂流体通过在切削刀片的前刀面中形成的相应的一个或多个开口流出内部管道，所述开口接近所述相互作用区。冷却剂流体直接在所述相互作用区上通过不小于200巴的压力被引导通过所述开口。例如在一些实施例中，以下步骤的组合或部分组合与现有技术相比提供开槽超级合金的显著改进的性能以CBN层覆盖切削刀片；直接在相互作用区上将冷却剂流体引导通过内部管道以及内部管道的接近处到达相互作用区。借助这种组合或部分组合，该方法可以包括以每分钟200-500米的切削速度(V。s)开槽镍铬铁合金工件；实现好到卓越的表面质量和碎片结构，例如，形成1-5毫米长度范围的碎片。通过使用该方法实现的这些改进的切削速度显著超过了现有技术中可获得的镍铬铁合金的最大切削速度的百分之几十到几百。该方法从而显著地降低了加工镍铬铁合金和其他超级合金的成本。附图说明为了更好地理解本专利技术并且示出如何在实践中实现本专利技术，现在将参考附图，在附图中图1是根据本专利技术具有在其中可释放保留的切削刀片的切削工具的透视图； 图2是图1的切削工具的一切削部分的透视图； 图3是图1的切削工具的侧视图； 图4是图1的切削工具的顶视图； 图5是图1的切削工具的顶部透视图6是图5的切削刀片的正面部分切削视图，其示出在其中形成的多个内部管道； 图7是图5的切削刀片的侧视图； 图8是图5的切削刀片的顶视图；以及图9根据本专利技术的一些实施例示出图1的切削工具的一部分，从开槽的工件切削碎片。要理解，出于简化和清楚起见，图中示出的单元不一定是精确或按比例绘制的。例如，为清楚起见，一些单元的尺寸相对其他单元被夸大了，或者可以在一个功能块或单元中包括若干物理部件。此外，适当情况下，可以在附图之间重复引用标记来指示对应的或类似的单元。具体实施例方式在以下描述中，将描述本专利技术的各个方面。出于解释目的，陈述了具体配置和细节，以便提供对本专利技术的透彻理解。然而，对本领域技术人员还将显而易见的是，可以在没有此处呈现的具体细节的情况下实践本专利技术。此外，可以省略或简化众所周知的特征，以便不模糊本专利技术。尽管此处的一些描述指的是用于加工镍铬铁合金的方法和/或切削刀片，本专利技术不限于该方面。例如，本专利技术的一些实施例可以指开槽其他超级合金、普通金属合金、高温合金、其他镍基合金、或诸如此类。参考图1-9，其示出具有在其中可释放地保留的开槽切削刀片12的切削巩固10的各种视图。例如，在一些实施例中，切削刀片12可以用于开槽例如镍铬铁超级合金的超级合金。切削刀片12的至少一部分涂覆有加强立方氮化硼(CBN)层13，例如多晶硅CBN (PCBN) 层。该至少一部分可以包括切削刀片12的切削刃14、切削刀片12的前刀面16、以及切削刀片12的例如与切削刃14相关联的一个或多个其他部分。作为形象化的非限制性例子， 例如图6、7和8中的舱口部分(hatched portion)涂覆有CBN层13。CBN层13使切削刀片12具有耐用性并提供保护，用于执行密集切削操作，诸如以例如上述的高切削速度开槽超级合金。在 所有实施例中，切削刀片12包括在其中形成的一个或多个内部管道18，数量例如取决于切削刃14的宽度。作为非限制性例子，具有接近三毫米或更小的宽度的切削刃可以具有一个内部管道，具有接近四毫米的宽度的切削刃可以具有两个内部管道，具有接近六毫米的宽度的切削刃可以具有在其中形成的三个内部管道。所述一个或多个内部管道18 从与其连接的输入管道20接收冷却剂流体，通过其传递对应的一个或多个冷却剂流体流到切削刃14和开槽的工件24之间的相互作用区22，例如，如图9所示。内部管道18向上、从切削刀片12的常规底部部分基本向外、以及向切削刀片12 的前刀面16中延伸，前刀面16中形成一个或多个相应开口 26。例如，在前刀面16覆盖有 CBN层13的实施例中，所述一个或多个内部管道18通过CBN层13开口到前刀面16以外， 在其中形成相应的一个或多个开口 26，例如如图8所示。前刀面16中的开口位于基本接近切削刃14，用于冷却剂流体通过其被引导来有效低从相互作用区22排出热量。例如，开口 26的相应中心距离切削刃14的距离可以范围在0. 5和3毫米之间。将开口 26的中心放置地离切削刃14比0. 5毫米更近会削弱切削刃， 而将开口 26放置地比3毫米更远会导致或者相互作用区22的不良冷却或者形成比所需更长的工件碎片28或两者。尽管不限于该方面，在一些实施例中，可以使用电腐蚀制造技术形成内部管道18。在一些实施例中，在其中形成开口 26的前刀面16的一部分基本是平坦的，没有诸如脊的本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种开槽超级合金工件（２４）的方法，所述方法包括：使用至少部分地覆盖有立方氮化硼（ＣＢＮ）层（１３）的切削刀片（１２）开槽所述工件（２４）；以及将一个或多个冷却剂流体流朝向在开槽期间形成的工件碎片（２８）的下侧引导，所述一个或多个冷却剂流体流经由在所述切削刀片（１２）中形成的一个或多个相应内部管道（１８）被引导，以及被向上和向外朝向所述切削刀片（１２）的切削刃（１４）与所述工件（２４）之间的相互作用区（２２）引导，所述内部管道（１８）在相应的一个或多个开口（１６）中开口到所述切削刀片（１２）的前刀面（１６）以外；其中：所述一个或多个冷却剂流体流在不小于２００巴的压力下被引导，以便限制在所述相互作用区（２２）中形成的工件碎片（２８）的长度。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：P德舍瑙克斯，
申请(专利权)人：伊斯卡有限公司，
类型：发明
国别省市：IL