高溫合金材料特性及加工技術(shù)進(jìn)展

吳明陽　王博　程耀楠　趙旭　高永斌

摘要：高溫合金是航空航天、運(yùn)輸、航海及核電工業(yè)領(lǐng)域必需的金屬材料，特別是鎳基高溫合金的發(fā)展為我國(guó)航空發(fā)動(dòng)機(jī)性能的提升起到了重要意義。高溫合金的切削加工性能較低、加工效率不高也一直制約著航空航天以及其它工業(yè)領(lǐng)域的發(fā)展。本文從高溫合金的材料特性、切削加工特點(diǎn)以及切削加工工藝等方面進(jìn)行研究，在此基礎(chǔ)上對(duì)加工高溫合金新的冷卻方式和條件進(jìn)行探討，以期為高效高質(zhì)量加工高溫合金提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞：高溫合金；切削加工性；材料特性；高壓冷卻

中圖分類號(hào)：TG506 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1007-2683（2015）06-0024-08

0 前言

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著航天技術(shù)的成熟，高溫合金自研發(fā)以來獲得了重要發(fā)展。尤其是鎳基高溫合金，它在高溫條件下，仍然具有很高的抗疲勞強(qiáng)度、高屈服強(qiáng)度、抗拉強(qiáng)度和抗腐蝕性、抗氧化性。高溫合金的材料特征使其成為航空發(fā)動(dòng)機(jī)中不可替代的關(guān)鍵材料。目前，已研制的航天發(fā)動(dòng)機(jī)中，高溫合金材料已經(jīng)占到發(fā)動(dòng)機(jī)所用材質(zhì)一半以上。因此高溫合金材料也被譽(yù)為“先進(jìn)發(fā)動(dòng)機(jī)基石”。高溫合金在民用工業(yè)中的應(yīng)用也越來越廣泛，高溫合金在航空發(fā)動(dòng)機(jī)用高壓渦輪粉末盤（圖1）、車用渦輪增壓器使用普遍、在核電、石油石化（圖2）等行業(yè)也有著重要的應(yīng)用。工業(yè)化的推進(jìn)和國(guó)內(nèi)高端裝備制造業(yè)的發(fā)展將持續(xù)拉動(dòng)民用工業(yè)對(duì)高溫合金的需求，目前民用高溫合金占總需求的20%，未來這一比例有望持續(xù)提升。

高溫合金的高效加工問題也一直是航空航天工業(yè)以及其它行業(yè)制造技術(shù)中亟待解決的重要問題。主要反映在刀具切削加工時(shí)切削溫度高，刀具受力大，加工硬化磨損嚴(yán)重，生產(chǎn)效率低等方面。以鎳基高溫合金為例，此合金在高溫合金領(lǐng)域應(yīng)用最廣，其力學(xué)特性、抗氧化與抗高溫變形性能優(yōu)良，但是缺點(diǎn)是導(dǎo)熱系數(shù)較低、加工容易產(chǎn)生硬化等。本文以高溫合金為典型材料進(jìn)行高效切削加工技術(shù)及工藝研究，對(duì)高溫合金材料特性、種類及應(yīng)用、加工特點(diǎn)、加工技術(shù)及工藝進(jìn)行分析，對(duì)我國(guó)航空航天事業(yè)有著重要現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用價(jià)值。

1 高溫合金種類及材料特性分析

1.1 高溫合金種類分析

高溫合金是指夠能在600℃以上的高溫可以長(zhǎng)期適應(yīng)一定的抗壓力作用下工作的并且具有較好的綜合性能的金屬材料，而且在極端的高溫高壓下仍然具有優(yōu)良的組織穩(wěn)定性和可靠性。

傳統(tǒng)的劃分高溫合金材料可以根據(jù)以下3種方式來進(jìn)行：按基體元素種類、合金強(qiáng)化類型、材料成型方式來進(jìn)行劃分。

1）根據(jù)基體元素種類，高溫合金可以分為鐵基、鎳基、鈷基等，其中，鐵基高溫合金又可稱作耐熱合金鋼如圖3所示。它的基體是Fe元素，加入少量的Ni、Cr等合金元素，耐熱合金鋼按其正火要求可分為馬氏體、奧氏體、珠光體、鐵素體耐熱鋼等。鎳基高溫合金的含鎳量在一半以上，適用于1000℃以上的工作條件，采用固溶、時(shí)效的加工過程，可以使抗蠕變性能和抗壓抗屈服強(qiáng)度大幅提升。鈷基高溫合金是以鈷為基體，鈷含量大約占60%，同時(shí)需要加入Cr、Ni等元素來提升高溫合金的耐熱性能，雖然這種高溫合金耐熱性能較好，但由于各個(gè)國(guó)家鈷資源產(chǎn)量比較少，加工比較困難，因此用量不多。通常用于高溫條件（600～1000℃）和較長(zhǎng)時(shí)間受極限復(fù)雜應(yīng)力高溫零部件，例如航空發(fā)動(dòng)機(jī)的工作葉片、渦輪盤、燃燒室熱端部件和航天發(fā)動(dòng)機(jī)等。為了獲得更優(yōu)良的耐熱性能，一般條件下要在制備時(shí)添加元素如W、MO、Ti、Al、Co，以保證其優(yōu)越的抗熱抗疲勞性。目前就高溫環(huán)境使用的高溫合金來分析，使用鎳基高溫合金的范圍遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過鐵基和鈷基高溫合金用處。同時(shí)鎳基高溫合金也是我國(guó)產(chǎn)量最大、使用量最大的一種高溫合金。很多渦輪發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪葉片及燃燒室，甚至渦輪增壓器也使用鎳基合金作為制備材料。半個(gè)多世紀(jì)以來，航空發(fā)動(dòng)機(jī)所應(yīng)用的高溫材料承受高溫能力從20世紀(jì)40年代末的750%提高到90年代末的1200℃應(yīng)該說，這一巨大提升也促使鑄造工藝加工及表面涂層等方面快速發(fā)展。

2）根據(jù)合金強(qiáng)化類型，高溫合金可以分為固溶強(qiáng)化型高溫合金和時(shí)效沉淀強(qiáng)化合金。所謂固溶強(qiáng)化型即添加一些合金元素到鐵、鎳或鈷基高溫合金中，形成單相奧氏體組織，溶質(zhì)原子使固溶體基體點(diǎn)陣發(fā)生畸變，使固溶體中滑移阻力增加而強(qiáng)化。有些溶質(zhì)原子可以降低合金系的層錯(cuò)能，提高位錯(cuò)分解的傾向，導(dǎo)致交滑移難于進(jìn)行，合金被強(qiáng)化，達(dá)到高溫合金強(qiáng)化的目的。所謂時(shí)效沉淀強(qiáng)化即合金工件經(jīng)固溶處理，冷塑性變形后，在較高的溫度放置或室溫保持其。1生能的一種熱處理工藝。例如：GH4169合金，在650℃的最高屈服強(qiáng)度達(dá)1000MPa，制作葉片的合金溫度可達(dá)950℃。

3）通過材料成型方式劃分有：鑄造高溫合金（包括普通鑄造合金、單晶合金、定向合金等）、變形高溫合金、粉末冶金高溫合金（包含普通粉末冶金和氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金）。

（1）鑄造高溫合金。采用鑄造方法直接制備零部件的合金材料叫鑄造高溫合金。根據(jù)合金基體成分劃分，可以分為鐵基鑄造高溫合金、鎳基鑄造高溫合金和鉆基鑄造高溫合金3種類型。按結(jié)晶方式劃分，可以分為多晶鑄造高溫合金、定向凝固鑄造高溫合金、定向共晶鑄造高溫合金和單晶鑄造高溫合金等4種類型。

鑄造高溫合金是航天發(fā)動(dòng)機(jī)零部件的重要組成部分，根據(jù)研究分析航空發(fā)動(dòng)機(jī)壽命的長(zhǎng)短影響最顯著的因素就是鑄造高溫合金的好壞，隨著航空航天領(lǐng)域的快速蓬勃發(fā)展，要求廣泛使用高科技含量的合金材料，如高性能等軸晶、單晶合金、定向合金。

隨著時(shí)間推移，發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片材料已由變形高溫合金逐漸過渡到鑄造高溫合金，由第一第二代單晶合金已發(fā)展到第五代含錸高溫合金，成為高性能航空發(fā)動(dòng)機(jī)渦輪葉片的主要材料。定向凝固合金已更新出了三代，這種凝固狀合金改變了高溫時(shí)橫向晶界的低效性，使合金可以承受更高的強(qiáng)度。定向、單晶高溫合金尚且還在研究中，新型高性能合金就不斷涌現(xiàn)，高溫合金領(lǐng)域正面向著高速、穩(wěn)定、不斷更新的方向快速發(fā)展。目前各種先進(jìn)鑄件制造技術(shù)和加工設(shè)備在不斷開發(fā)和完善，如熱控凝固、細(xì)晶工藝、激光成形修復(fù)技術(shù)、耐磨鑄件鑄造技術(shù)等，原有技術(shù)水平不斷提高完善從而提高各種高溫合金鑄件產(chǎn)品的質(zhì)量一致性和可靠性。

（2）變形高溫合金。變形高溫合金，如圖4所示。目前仍然是航空發(fā)動(dòng)機(jī)中使用最多的材料，在國(guó)內(nèi)外應(yīng)用都比較廣泛，我國(guó)變形高溫合金年產(chǎn)量約為美國(guó)的1/8。以GH4169合金為例，它是國(guó)內(nèi)外應(yīng)用范圍最多的一個(gè)主要品種。我國(guó)主要在渦輪軸發(fā)動(dòng)機(jī)的螺栓、壓縮機(jī)及輪、甩油盤作為主要零件，隨著其他合金產(chǎn)品的日益成熟，變形高溫合金的使用量可能逐漸減少，但在未來數(shù)十年中仍然會(huì)是占著主導(dǎo)地位。

我國(guó)變形高溫合金最新進(jìn)展是大型難變形合金盤件的生產(chǎn)加工取得了歷史性突破，解決了一直難以攻克的冶煉和熱加工中涉及的技術(shù)革新問題，成功研制了直徑為1.2m的GH4698合金盤和GH4742直徑為0.8m的合金盤，這項(xiàng)技術(shù)的成功運(yùn)用擺脫了一直依靠國(guó)外才能實(shí)現(xiàn)的依賴性，滿足了我國(guó)大型艦船和燃?xì)廨啓C(jī)發(fā)展的迫切需要。

（3）新型高溫合金。新型高溫合金包括粉末高溫合金、鈦鋁系金屬間化合物、氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金、耐蝕高溫合金、粉末冶金及納米材料等多種細(xì)分產(chǎn)品領(lǐng)域。第三代粉末高溫合金的合金化程度提升，使其兼顧了前兩代的優(yōu)點(diǎn)，獲得了更高的強(qiáng)度較低的損傷，粉末高溫合金生產(chǎn)工藝日趨成熟，未來可能從以下幾個(gè)方面開展：粉末制備、熱處理工藝、計(jì)算機(jī)模擬技術(shù)、雙性能粉末盤；鈦鋁系金屬間化合物已經(jīng)開發(fā)到第四代，逐步向著多元微量和大量微元這兩個(gè)方向拓展，德國(guó)的漢堡大學(xué)，日本京都大學(xué)，德國(guó)的GKSS中心等都進(jìn)行了廣泛的研究，鈦鋁系金屬間化合物現(xiàn)已應(yīng)用于船舶、生物醫(yī)用、體育用品領(lǐng)域；氧化物彌散強(qiáng)化高溫合金是粉末高溫合金一部分，正在生產(chǎn)研制的有近20余種，具有較高的高溫強(qiáng)度和低的應(yīng)力系數(shù)，廣泛的應(yīng)用于燃?xì)廨啓C(jī)耐熱抗氧化部件、先進(jìn)航空發(fā)動(dòng)機(jī)、石油化工反應(yīng)釜等；耐蝕高溫合金主要用于替代耐火材料和耐熱鋼，應(yīng)用于建筑及航天航空領(lǐng)域。

1.2 高溫合金材料特性分析

高溫環(huán)境下材料的各種退化速度都被加速，在使用過程中易發(fā)生組織不穩(wěn)定、在溫度和應(yīng)力作用下產(chǎn)生變形和裂紋長(zhǎng)大、材料表面的氧化腐蝕，如圖5所示。高溫合金所具有的耐高溫、耐腐蝕等性能主要取決于它的化學(xué)組成和組織結(jié)構(gòu)。以GH4169鎳基變形高溫合金為例，其主要化學(xué)成分見表1，力學(xué)性能見表2。通過表1可以看出GH4169合金中鈮含量高，合金中的鈮偏析成都與冶金工藝直接相關(guān)，GH4169基體為Ni-Gr固溶體，含Ni質(zhì)量分?jǐn)?shù)在50%以上可以承受1000℃左右高溫，與美國(guó)牌號(hào)Inconel718相似，合金由γ基體相、δ相、碳化物和強(qiáng)化相γ′和γ″相組成。表2中GH4169合金的化學(xué)元素與基體結(jié)構(gòu)顯示了其強(qiáng)大的力學(xué)性能，屈服強(qiáng)度與抗拉強(qiáng)度都優(yōu)于45鋼數(shù)倍，塑性也要比45鋼好。穩(wěn)定的品格結(jié)構(gòu)和大量強(qiáng)化因子構(gòu)造了其優(yōu)良的力學(xué)性能，但同時(shí)也反應(yīng)了切削加工性差的特點(diǎn)。

高溫合金由于其復(fù)雜、惡劣的工作環(huán)境，其加工表面完整性對(duì)于其性能的發(fā)揮具有非常重要的作用。但是高溫合金是典型難加工材料，其微觀強(qiáng)化項(xiàng)硬度高，加工硬化程度嚴(yán)重，并且其具有高抗剪切應(yīng)力和低導(dǎo)熱率，切削區(qū)域的切削力和切削溫度高，在加工過程中經(jīng)常出現(xiàn)加工表面質(zhì)量低、刀具破損非常嚴(yán)重等問題。在一般切削條件下，高溫合金表層會(huì)產(chǎn)生硬化層、殘余應(yīng)力、白層、黑層、晶粒變形層等過大的問題。

2 高溫合金切削加工特點(diǎn)分析

鎳基高溫合金是難加工材料中最難加工的材料之一，與45鋼相比其加工難易程度僅為后者的（5～15）%，雖然難以加工但仍然廣泛應(yīng)用，尤其是在航空發(fā)動(dòng)機(jī)中所占比重特別大，雖然重量不是很大，但毛坯件的重量卻很大，材料的大部分作為切削余量被去除掉，切削時(shí)工作用量很大。因此高溫合金加工效率與加工質(zhì)量是航空航天零部件加工急需解決的問題。

1）切削變形大

在切削加工高溫合金的過程中，切削的溫度很高，切削表面塑性變形增大明顯，塑性變形大小關(guān)系著切削變形系數(shù)的大小，低速情況下塑性變形過程并不明顯，高速切削時(shí)個(gè)別的延伸率超過40%，合金中奧氏體晶格滑移系數(shù)增多產(chǎn)生塑性測(cè)流，導(dǎo)致切削加工比較困難。

2）加工硬化傾向大

由于高溫合金的塑性、韌性大，在高溫和高壓作用下切削力和切削熱會(huì)使合金產(chǎn)生嚴(yán)重的塑性變形，變形的過程中活躍的奧氏體將部分轉(zhuǎn)變?yōu)榉€(wěn)定的馬氏體，合金中強(qiáng)化因子也會(huì)分散出來，同時(shí)化合物的分解融合都將導(dǎo)致合金材料的表面強(qiáng)化和硬度的提高，增大切削難度，切削試驗(yàn)表明，切削速度越高，進(jìn)給量越小硬化程度就越小。

3）刀具磨損較大

切削高溫合金時(shí)，由于本身含有許多金屬化合物和其他金屬元素等構(gòu)成的硬質(zhì)點(diǎn)，隨著一次次切割產(chǎn)生的大量的熱貼附在切削區(qū)，并沒有傳遞給工件或被切屑帶走，過高的溫度和過多的熱量促使刀具的刃口迅速磨損、崩裂，磨損的刀刃反過來又使切削區(qū)域產(chǎn)生更多的熱量，進(jìn)一步縮短刀具的壽命如圖6、圖7所示。件與刀具接觸發(fā)生卷屑，雙方的內(nèi)部不穩(wěn)定的化學(xué)元素在切削區(qū)域中擴(kuò)散與結(jié)合，導(dǎo)致原材料的物理與化學(xué)性能發(fā)生改變，導(dǎo)致刀刃很快變鈍，前刀面無月牙洼，后刀面磨損嚴(yán)重，刀具表層變得脆弱，從而加劇了刀具的磨損。

4）切削區(qū)域溫度較高

切削高溫合金時(shí)，材料具有較高的屈服強(qiáng)度較大的塑性變形，較大的進(jìn)給速度下較大切深會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，而材料的導(dǎo)熱系數(shù)又較小，切削區(qū)域聚集了很多的切削熱，而高溫合金散熱性能很差，形成了很高的切削溫度，刀具磨損加重。

5）切削精度較低

刀具切削高溫合金時(shí)，材料的導(dǎo)熱性散熱性能很差導(dǎo)致工件表面溫度較高，劇烈的切割會(huì)使工件產(chǎn)生輕微的熱變形，可能與需要測(cè)量數(shù)值有所偏差。又因切削時(shí)刀具前角較小、速度較低時(shí)產(chǎn)生的切屑呈擠裂狀，切削產(chǎn)生的變形會(huì)使所測(cè)物理量產(chǎn)生影響。

3 高溫合金切削加工技術(shù)分析

鎳基高溫合金含有鉻、釩、鈦、鋯、鈮、鐵、鋁、鈷、錳和稀土等很多活潑金屬元素。在空氣中會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，在高溫和較差環(huán)境下內(nèi)部元素會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變。這樣對(duì)材料的物理性能和化學(xué)性能都有著不利的影響。同時(shí)在切削時(shí)刀具磨損嚴(yán)重，加工效率低。因此選用合理刀具及工藝方式對(duì)于切削加工有著重要意義。

1）刀具材料的合理選用

高溫合金切削性差，普通的硬質(zhì)合金和高速鋼幾乎無法加工鎳基高溫合金，所以這類材料應(yīng)選用耐熱性好抗彎強(qiáng)度高、導(dǎo)熱性好、耐磨抗粘結(jié)性好的刀具材料。針對(duì)高溫合金切削加工特性以及刀具破損機(jī)理的研究，國(guó)外學(xué)者一直試圖開發(fā)出適合切削高溫合金的高效刀具。應(yīng)用新型刀具可以很大程度提高難加工材料的加工效率，目前，加工高溫合金比較常用的刀具有：硬質(zhì)合金、陶瓷、涂層硬質(zhì)合金以及PCBN等刀具（圖8、圖9）。各種刀具材料物理熱力學(xué)性能見表3。表3中可以看出：切削硬度上硬質(zhì)合金刀具較低，陶瓷刀具稍好，PCBN硬度最好。

2）刀具幾何參數(shù)選擇

硬質(zhì)合金刀具在高速干切削加工高溫合金時(shí)，刀具前后刀面都會(huì)出現(xiàn)明顯磨損，切削刃處最大，同時(shí)也為了減小塑性變形，減小切削力，減小加工硬化和降低切削溫度，刀刃強(qiáng)度保持一定量的前提下，盡量選用較小的正前角。粗加工時(shí)：硬質(zhì)合金刀具前角則取3°～6°，精加工時(shí)：硬質(zhì)合金刀具則取5°～8°，當(dāng)切削速度較大時(shí)，可以采用負(fù)前角。為了減小刀具后刀面與加工表面的摩擦，應(yīng)選較大的后角，后角的增加可以減少后刀面的磨損，增加刀具的壽命。粗加工時(shí)：硬質(zhì)合金刀具后角取8°～10°，精加工時(shí)：硬質(zhì)合金刀具應(yīng)取10°～12°。

對(duì)于銑削等斷續(xù)切削，在工藝系統(tǒng)的剛度、機(jī)床功率滿足要求的情況下，刀具必須有足夠的剛度，同時(shí)刀齒強(qiáng)度要高。一般銑刀前角通常取0°～5°，后角為13°～16°為宜。對(duì)于立銑刀螺旋角選較小為宜，通常選取28°～35°。對(duì)于鉆削，可以采用超硬高速鋼或者超細(xì)晶粒硬質(zhì)合金鉆頭，通過鉆頭長(zhǎng)度改變來改善切削效果。

3）切削高溫合金加工工藝

國(guó)內(nèi)外研究加工高溫合金主要從切削力、切削溫度、刀具壽命及加工表面質(zhì)量等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，這對(duì)于改善切削加工過程中刀具磨損、工件表面完整性提高都有深刻意義。

研究發(fā)現(xiàn)TiN涂層和無涂層的PCBN刀具高速車削GH4169時(shí)，在250m/min涂層刀具壽命高出無涂層20%左右，在相對(duì)較低速度的150m/min和225m/min時(shí)產(chǎn)生的是壓縮殘余應(yīng)力，而當(dāng)速度提高到300m/min時(shí)，產(chǎn)生的是拉伸殘余應(yīng)力。在進(jìn)行高速銑削GH4169高溫合金時(shí)，發(fā)現(xiàn)采用順銑加工的表面粗糙度比逆銑要高。如圖10所示。

4）高溫合金切削液的選擇

對(duì)于提升高溫合金加工性而言，多數(shù)研究還是停留在切削液改進(jìn)上，在除去切削液后并沒有找到合適的替代介質(zhì)，切削液的冷卻潤(rùn)滑作用只能少部分的實(shí)現(xiàn)，因此對(duì)于刀具的使用、刀具的壽命、切削效率也受到不同程度的影響。選取合適的切削液可以減輕切削過程中的摩擦，及時(shí)帶走切削區(qū)的熱量。研究發(fā)現(xiàn)高溫合金適用于水基的切削液來冷卻降溫，水基切削液是應(yīng)用最為廣泛的切削液，占到市場(chǎng)份額的70%以上，按稀釋后的狀態(tài)水基切削液包含乳化切削液、微乳化切削液、合成切削液。而對(duì)于高溫合金內(nèi)部晶格特殊性，切削時(shí)采用合成切削液較為合適。

傳統(tǒng)的冷卻方式對(duì)于減少刀具破損現(xiàn)象、提高斷屑性能所起作用非常小，而且絕熱剪切作用對(duì)降低切削溫度的作用也并不明顯。但是，隨著機(jī)床輔助設(shè)備的發(fā)展，近來出現(xiàn)了高壓冷卻切削方式，為解決高溫合金的高效切削加工問題提供了技術(shù)支持。尋找傳統(tǒng)切削液替代品和新的冷卻方式已成為當(dāng)下加工高溫合金材料的當(dāng)務(wù)之急。

4 高壓冷卻切削高溫合金加工新進(jìn)展

在切削高溫合金材料時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的加工硬化，高溫合金內(nèi)部存在許多高硬度的硬質(zhì)化合物，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的切屑和熱量均較多，所以如果想得到較小的刀具磨損量應(yīng)采用冷卻潤(rùn)滑技術(shù)。目前切削技術(shù)主要采用干式切削技術(shù)、MQL技術(shù)、低溫冷風(fēng)切削技術(shù)。

鎳基高溫合金的高速切削中PCBN刀具的磨損量在濕切削條件下比干切削減少40%～50%。鎳基高溫合金高速切削過程中，PCBN刀具磨損嚴(yán)重，受切削熱的影響很大，通過切削液冷卻可以明顯改善磨損問題。因此，通過PCBN刀具配合有效的冷卻方式，才可以提高PCBN的切削性能與刀具壽命，改善高溫合金切削加工性。與普通冷卻方式相比，高壓冷卻不但可以更加有效的降低切削溫度，而且還可以提高切削過程中的刀具的斷屑性能。高壓水射流通過刀具前刀面向上開口的方式，噴射到刀具的前后刀面如圖11所示。以提高刀一屑接觸面的潤(rùn)滑性，并降低工件表面溫度。高壓冷卻液的使用對(duì)刀具壽命也會(huì)產(chǎn)生影響，刀具冷熱頻率交替變高，使刀具受到較多的熱沖擊，過高的冷卻液壓力直接噴射也會(huì)造成刀具的沖擊腐蝕，在10bar高壓冷卻的條件下，刀具壽命比100bar時(shí)高出33%～61%，尤其是在較低的速度（150m/min）切削時(shí)。所以在使用切削液情況下，合理選用切削速度、和切削液壓力有助于刀具壽命提高。

針對(duì)高溫合金等難加工材料冷卻潤(rùn)滑方式的研究，國(guó)內(nèi)外諸多刀具生產(chǎn)廠家和高等院校均開展了大量的試驗(yàn)研究工作。因此，高壓冷卻切削技術(shù)已成為研究的重點(diǎn)，并且已經(jīng)成為高溫合金切削加工技術(shù)應(yīng)用研究的一個(gè)重要方向。

5 結(jié)論

高溫合金的研制與應(yīng)用一直受到各國(guó)學(xué)者的高度重視和研究機(jī)構(gòu)的支持，高溫合金材料的廣泛應(yīng)用，其切削加工性的研究已成為切削研究的一個(gè)重是要方向，高溫合金承受溫度已接近極限，通過改變合金晶格內(nèi)部來提升溫度的空間難以實(shí)現(xiàn)。高溫合金的發(fā)展重心已由普通鍛造和鑄造高溫合金發(fā)展為定向凝固高溫合金和單晶高溫合金，并向彌散強(qiáng)化高溫合金和纖維增強(qiáng)的高溫合金方向發(fā)展。

應(yīng)該對(duì)于抗腐蝕性好、強(qiáng)度韌度好的變形合金如GH4169，GH4720等的深入研究，保持產(chǎn)品性能和強(qiáng)度，以延長(zhǎng)發(fā)動(dòng)機(jī)使用壽命和降低變形合金磨損為主要目標(biāo)，同時(shí)對(duì)GH4169高性能合金材料的加工技術(shù)改進(jìn)。也要大膽探索超過1100℃以上的新型材料，如鈮基合金和高溫抗腐蝕性金屬化合物。本文研究探討了高溫合金的組成、用途、使用情況和合理選擇刀具材料等，以及使用新式高壓冷卻技術(shù)對(duì)切削高溫合金的提升具有一定的參考使用價(jià)值。

（編輯：溫澤宇）