航空航天難加工材料的高速銑削

哈爾濱東安實業發展有限公司 張智秋

山特維克可樂滿新推出的CoroMill?Plura HFS ISO S刀具是加工鈦合金和鎳基合金航天航空零件的理想之選。

為了提高ISO S材料的銑削性能，切削刀具和刀具系統專家山特維克可樂滿推出了一系列具有獨特槽型和材質的立銑刀。CoroMill?Plura HFS (高進給側銑) ISO S刀具可確保鈦合金和鎳基合金工件的加工可靠且富有成效，在航空發動機和結構件應用中均有不俗的表現。

為了應對未來幾年航天航空業務的增長預期，CoroMillPlura HFS產品包含兩個針對鈦合金優化的立銑刀系列，以及一個針對鎳基合金優化的立銑刀系列。由于排屑和發熱是對鈦合金加工的特定挑戰，山特維克可樂滿開發了一款硬質合金立銑刀以應對普通排屑工況，以及一款采用內冷卻液

和全新內冷增強器 (專利申請中) 的立銑刀以確保最佳切屑和溫度控制。

加工鈦合金的立銑刀采用GC1745材質，擁有堅固的細晶粒 (亞微米) 燒結硬質合金基體，其鋒利且可控的切削刃可應對非常苛刻的銑削工況。此外，全新含硅涂層具有出色的耐磨性和低熱傳導性。刀具為6齒產品，端刃不過中心，具有不等齒距設計。此外，芯部尺寸經過優化，在鈦合金加工中具有更高的剛性，而刀尖圓弧半徑、前角和后角均專門針對這些苛刻材料的加工而設計。

加工鎳基合金的立銑刀采用GC1710材質，也具有鋒利且可控的切削刃。堅硬耐磨的細粒度基體，經優化可用于在加工具有硬質點、高粘性、工作硬化材料 (比如時效處理的Inconel 718) 時承受高工作負荷。此處，采用創新HIPIMS (高功率脈沖磁控濺射) 技術制作的新涂層也具有降低表面粘脫附特性，能夠避免形成BUE (積屑瘤) 并延長刀具壽命。

正如山特維克可樂滿硬質合金立銑刀全球產品經理Tiziana Pro所說，新刀具的設計可確保大軸向切深 (ap)和小徑向切深 (ae) 以及可控最大切屑厚度的高進給側銑，能夠有效控制切削力并實現流暢切削。生產效率的提升帶來了更高產量，而刀具壽命的延長和可靠性的增強又降低了高價值零件的報廢率。客戶得到的進一步好處包括降低了刀具單個零件成本以及提高了安全水平。”

目標航天航空零件包括鈦合金機翼和掛架零件，以及由Inconel 718制作的發動機機匣。石油和天然氣、醫療和賽車運動等領域 (其中鈦和鎳合金變得越來越普遍) 的應用也將從中受益。

為了突出所能提供的潛在收益，刀具可先行試用，涉及由時效處理的Waspaloy 420鎳基合金制作的LPT (低壓渦輪) 機匣。采用臥式加工中心，增大了軸向切深并減小了徑向切深(徑向力較大會產生撓曲問題)。將12 mm直徑CoroMill?Plura HFS立銑刀與相同尺寸的競爭對手刀具進行比較，金屬去除率顯著提高，生產效率提升幅度可達198%之多。（資料由山特維克可樂滿提供）□