常用堆焊合金的特点及切削加工技巧

堆焊的主要目的是在零件表面堆敷金属。 堆焊可以修复磨损的零件表面,恢复尺寸、形状要求,还可以改善零件表面的耐磨、耐蚀等性能。 堆焊可以修复各种轴类、轧辊类零件以及工具、模具等。 堆焊修复技术在农机、工程机械、冶金、石油化工等行业应用广泛。

(1）堆焊方法

常用的堆焊方法及其特点见表6.3。

表6.3　常用堆焊方法及其特点

(2）堆焊合金

为了满足零件性能方面的要求,堆焊修复首先要选用合适的堆焊合金。 目前,堆焊合金品种繁多,选择时可以结合零件的失效形式,选择焊接性能好、成本低的堆焊合金。 表6.4 列出了我国常用堆焊合金的主要特点及用途,供使用时参考。

表6.4　常用堆焊合金主要特点及用途

续表

(3）堆焊层的切削加工

采用堆焊方法使机械零件修复表面获得耐磨性修补层之后,往往还需要经过切削加工,以达到零件的精度要求。 堆焊层切削加工过程中冲击与振动大,刀具容易崩刃和非正常磨损,刀具耐用度低,加工难度大。 应合理选择加工方法、刀具材料、刀具几何参数和切削用量。

1)堆焊层的车削

①低合金堆焊层的车削

低合金堆焊层根据焊条含碳量的不同分为中等硬度和高硬度堆焊层。 车削硬度为200 ～350 HBW 的中等硬度堆焊层时,以下内容可供参考:

a.刀具材料。 粗车时宜选YG8、YT5、YW1 等,精加工宜选YT15。(www.xing528.com)

b.刀具几何参数。 一般取前角γ0 =5°,后角α0 =6° ～8°主切削刃上磨出负倒棱,负倒棱前角γ01 = ﹣5° ～﹣10°,负倒棱宽度bγ1 =(0.3 ～0.8)f(f 为进给量);主偏角κr =60° ～75°,副偏角k′r =15° ～30°;粗加工时,刃倾角λs =5° ～10°,精加工时,λs =0° ～5°,刀尖半径rε =0.5 ～1 mm。

c.切削用量。 粗车:背吃刀量aP =2 ～4 mm,进给量f =0.4 ～0.6 mm/r,切削速度v =30 ～50 m/min。 半精车:aP =1 ～1.5 mm,f =0.2 ～0.3 mm/r,v =60 ～70 m/min。 精车:aP =0.1 ～0.5 mm,f=0.08 ～0.15 mm/r,v=80 ～120 m/min。

②高铝合金铸铁堆焊层的车削

此类堆焊层硬度大于40 HRC。 切削力和切削热都集中在切削刃附近,容易崩刃。

a.刀具材料。 宜选YH3Y、YG6X、YG10H 等。

b.刀具几何参数。 前角γ0 =0° ～5°,α0 =4° ～6°,刃倾角λs =0° ～5°,适当减小主偏角,加大刀尖圆弧半径。

c.切削用量:ap =1.5 ～2 mm,f=0.3 ～0.4 mm/r,v=14 ～18 m/min。

2)堆焊层的磨削

①砂轮选择

a.磨削低合金堆焊层的磨料。 棕刚玉(A)、白刚玉(WA);粒度:粗磨选F36 或F46,精磨选F60 ～F80;硬度:中软1(ZR1);中软2(ZR2),黏合剂为陶瓷;组织为5 ～7 号。

b.磨削高铝合金铸铁堆焊层的磨料。 黑碳化硅(C)、绿碳化硅(GC);粒度:F36 ～F60;硬度:软3(R3)、中软1(ZR1);黏合剂为陶瓷;组织为5 ～8 号。

②切削用量

a.砂轮速度v=20 ～30 m/s,磨内圆时取低值。

b.工件速度v=10 ～20 m/min,精磨时取低值。

c.轴向进给量fa =(0.2 ～0.8)B(B 为砂轮宽度),表面粗糙度值Ra 为0.63 ～2.5 μm时, fa =(0.5 ～0.8)B;表面粗糙度值Ra 为0.32 ～0.63 μm 时,fa =(0.2 ～0.5)B。

d.径向进给量fr =0.005 ～0.015 mm/双行程。