控制高溫合金零件噴涂變形

王永強 蘇波

摘 要：本文介紹了承擔美國GE公司的某薄壁高溫合金零件轉批加工過程中所遇到的零件變形技術問題和解決途徑，論文介紹了通過摸索噴涂變形規律、更改噴涂夾具，最終解決了由于噴涂產生的零件變形問題，從而確保轉批產品的順利交付。為我公司轉包產品贏得大量GE產品市場份額提供了技術保證。

關鍵詞：高溫合金；薄壁機匣；噴涂；噴涂夾具改進

中圖分類號：TG30 文獻標識碼A

1 零件材料結構工藝特點分析

1.1 零件材料

材料為Inconel 718，為時效強化變形鎳基高溫合金，工作溫度為600～650℃。

材料特性及應用：

該合金在-253～700℃溫度范圍內具有良好的綜合性能，650℃以下的屈服強度居變形高溫合金的首位，并具有良好的抗疲勞、抗輻射、抗氧化、耐腐蝕性能，以及良好的加工性能、焊接性能良好。能夠制造各種形狀復雜的零部件，是當今國外航空發動機領域應用范圍最為廣泛的高溫合金，而且在宇航、核能、石油工業及其它工業產品中也有一定的應用。

與其相近的合金牌號： GH4169（中國）、NC19FeNb（法國）、NiCr19Fe19Nb5（德國）等。

1.2 零件結構

該零件為典型薄壁環形機匣件，零件最大外圓直徑約φ391.68mm，總高約109.2mm，材料為Inco718，零件壁厚只有2.032mm，總體結構呈“喇叭”形狀。

1.3 加工工藝技術難點

（1）材料難加工，Inconel 718屬難加工變形高溫合金。

（2）壁厚薄、薄壁厚僅有2.032mm，結構呈“喇叭”形狀，且在小端內圓噴涂，零件變形嚴重。

（3）加工精度高，零件基準直徑要求圓度0.05mm、基準直徑公差±0.025mm及相關的技術條件0.127mm難以保證。

綜上所述，如何防止該薄壁環形機匣零件變形成為加工中的最大瓶頸問題。

1.4 影響零件變形因素

影響薄壁零件的變形因素有很多，主要有加工工藝路線的合理性、機床、夾具、工件殘余應力、噴涂裝夾定位及熱變形、切削刀具選擇等等。

2 控制噴涂變形量研究

2.1 現場跟蹤機加工和噴涂過程、收集數據，進行對比（如表1）

從表中可以很明顯的看出噴涂前后對零件圓度和跳動影響很大，直接導致零件超差。

2.2 改進噴涂夾具

夾具設計好壞直接影響薄壁件的加工質量，夾具的優劣直接影響零件的加工精度，因此，夾具設計是重要的一環。

在實際加工中發現夾具影響很大，原夾具定位止口與零件配合根本起不到定位的作用，因此將夾具的定位止口加大，使其配合間隙單邊在0.02-0.03之間。

2.3 刀具及切削用量的選擇

選擇刀具通常要考慮機床的加工能力、工序內容和工件材料、加工效率、加工質量、加工成本等因素。切削用量不僅是在機床調整前必須確定的重要參數，而且其數值合理與否對加工質量、加工效率、生產成本等有著非常重要的影響。所謂“合理的”切削用量是指充分利用刀具切削性能和機床動力性能（功率、扭矩），在保證質量的前提下，獲得高的生產率和低的加工成本的切削用量。最初選擇的車涂層刀具為二次利用的機夾刀，但經幾批零件的加工不僅對涂層表面的技術條件有影響，而且對表面的加工質量（粗糙度）也不利，因此，經查找相關資料并經過幾批共約20件產品加工驗證選擇M42國產焊接刀具加工該類涂層為最佳。

結語

經過近半年加工工藝試驗及噴涂工裝的改進，該零件由噴涂引起的不合格率由原來的40%降低到5%左右，為類似零件加工積累一定的經驗。

參考文獻

[1]吳濤，朱流，酈劍.熱噴涂技術現狀與發展[J]國外金屬熱處理.2005（4）.

[2] 彭銳濤，廖妙，譚援強. 預應力切削鎳基高溫合金的試驗研究[J].機械工程學報，2012（19）.