镍基合金作为整个高温合金领域占有特殊重要地位的一种工程材料，广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域。镍基合金屈服强度192MPa，其切削力比45号钢高50%，导热系数只有45号钢的1/5，切削温度高，且极易产生积屑瘤，并且合金中的金属碳化物硬质点，对刀具有强烈的颗粒冲击，是典型的难加工材料。目前加工镍基合金的刀具材料有硬质合金，陶瓷，CBN等，下面小编就一一为大家介绍。

　　镍基合金定义及用途

　　所谓的镍基合金是指以镍为基体，在650～1000℃高温下有较高的强度与一定的抗氧化腐蚀能力等综合性能的一类合金，与铁基和钴基合金合称为超合金。广泛应用于航空、航天、能源、化工等领域。

　　镍基合金一方面用于修复工件，将镍基合金粉末通过堆焊/喷焊等方式涂在工件的表面，从而获得较高的耐磨性或耐腐蚀性，多用于轧辊、阀门等行业。另一方面是直接制作成工件，多用于航空喷气发动机和工业燃气轮机的最热端。

　　镍基合金难加工因素

　　(1)切削力比45号钢高50%;加工后表面层的加工硬化及残余应力大，硬化程度可达200%～500%;刀尖及边界磨损极其严重，副后刀面的沟纹磨损也极易发生;

　　(2)导热系数是45钢的1/5～1/2，切削温度高;

　　(3)与刀具的粘结倾向大，极易产生积屑瘤，影响被加工工件的加工表面质量;

　　(4)合金中金属碳化钨、金属间化合物等硬质点，对刀具有强烈的颗粒冲剂。

　　(5)堆焊/喷焊镍基合金粉末之后的工件表面高低不平，对刀具的抗冲击韧性有很高的要求。

　　镍基合金切削刀具

　　目前加工镍基合金的刀具材料有硬质合金，陶瓷，CBN等，其中采用CBN刀具的最直观表现是切削速度的大幅提高。

　　采用硬质合金刀具加工镍基合金时，选择性能优异的材质牌号更好，如株洲钻石YBG105等。

　　涂层硬质合金刀具加工时，可选择京瓷PR1310等材质加工。

　　陶瓷刀具由于抗粘结性和耐热性及硬度高于硬质合金刀具，所以也适用于镍基合金的半精加工和精加工，如京瓷KS6040，肯纳KCRA产品等。

　　CBN刀具由于具备高硬度和高热性等特点，镍基合金的粗加工和精加工工序均可使用，如华菱BN-S200，BDN80等。

　　硬质合金刀具加工镍基合金案例

　　工件材质：Inconel718

　　刀具材质：YBG105 VNEG160408

　　切削参数：Vc=50m/min，Fr=0.15mm/r

　　加工优势：选择通用性更好的35°V性刀片，槽型锋利，定位面精磨，可增加重负定位精度，提高使用寿命。

　　涂层硬质合金刀具加工镍基合金案例：京瓷PR1310

　　工件材质：耐热合金625

　　加工方式：湿式切削

　　刀具材质：PR1310 CNMG120412MS

　　切削参数：vc=80m/min，f=0.1mm/r，ap=0.25mm

　　加工优势：相较于某品牌硬质合金刀具，加工效率提高2倍、寿命提高5倍

　　陶瓷刀具加工镍基合金案例：肯纳KYSP30

　　工件材质：MAR M427 (镍基合金)

　　冷却方式：压缩空气冷却

　　加工类型：面铣， 工件整体刚性较差。

　　刀盘: KCR50Z06S22RN12X (dia.50 z=6)

　　刀具材质: KYSP30 RNGN1204EGN

　　切削参数：Vc: 1200m/min

　　Fz: 0.06 mm

　　ap: 1 mm

　　刀具寿命：15 件

　　CBN刀具加工镍基合金案例：华菱BDN80

　　工件材质：Inconel718(硬度HRC45-47)

　　刀片型号：BDN80 RNGN120400

　　加工工序：精加工

　　切削速度Vc(m/min)：350

　　进给量Fr(mm/r)：0.15

　　吃刀深度ap(mm)：0.5

　　冷却方式：干式切削

　　刀具寿命：30件(刃)

　　CBN刀具加工镍基合金喷焊轧辊案例：华菱BN-S200

　　工件名称：镍基合金喷焊轧辊(硬度HRC50)

　　刀具牌号：BN-S200

　　切削速度Vc(m/min)：180

　　进给量Fr(mm/r)：0.1

　　吃刀深度ap(mm)：2

　　冷却方式：干式切削

　　刀具寿命：相较于某品牌陶瓷刀具，BN-S200材质的刀具寿命提高5-10倍。

　　总结

　　采用硬质合金刀具，涂层硬质合金刀具，陶瓷刀具、CBN刀具切削镍基合金时各有各的优势，其中采用CBN刀具切削镍基合金最直观的就是切削速度的提高，用户可根据实际加工要求，选择合适的切削刀具及合理的切削参数，从而提高加工效率，降低生产成本。