2Crl2Ni4Mo3VNbN材料-YG6硬质合金球/纯Al2O3陶瓷球球-盘摩擦试验初探

摘要

在汽轮机行业中,叶片是关键零部件之一.随着兆瓦级汽轮机及核电机组的开发,叶片使用的材料不断更新,其中2Cr12Ni4M03VNbN制造的48英时叶片由于添加了特殊成分,其可加工性非常差,现有刀具的使用寿命很低,加工效率低下,因此研究48英时叶片的加工特性非常有必要.一直以来,都是采用现场试切叶片,根据切削时间、功率消耗、刀具磨损和个人经验来评估刀具优劣,但是该方法实际并不利于刀具优选,主要原因是:(1)叶片为异型曲面.在切削过程中,刀片在曲面的不同区域刃口与叶片接触位置是变化的;(2)叶片各位置余量分配并不均匀.某些位置甚至相差0.2～0.5mm余量,切深是变化的;(3)程序优化.在曲面的不同位置,系统会相应的优化切削参数,也就是说在切削过程中切削参数是变化的;(4)刀片失效是根据无法使用或报废为标准,而此时刀片基体已经受到严重损坏,无法为刀具优选提供真实依据;(5)操作人员对切削时间以及刀片失效的判断标准不一致.因此,科学设计了刀具优选评估方法——球-盘摩擦试验.试验表明，2Cr12Ni4Mo3 VNbN是一种很粘的材料，极易附着在摩擦球(刀具)表面。以2Cr12Ni4Mo3VNbN作为摩擦副，在一定压力下，YG6硬质合金球的摩擦系数约为0.7，纯Al203球的摩擦系数约为0.6;一般硬质合金材料在未涂层情况下不适于加工2Cr12Ni4Mo3VNbN，细晶粒硬质合金在未涂层条件下的摩擦性能还需进一步测试;Al203类涂层不适于加工2Cr12Ni4Mo3VNbN，因为2Cr12Ni4Mo3VNbN中的Ni,Nb,N元素有可能向Al203类涂层扩散，导致其变质，而元素扩散方向及种类还需要通过能谱分析确定。