眾(zhong)所周知(zhi)，鎳(nie)基合金及貴(gui)重(zhong)金屬(shu)材料的(de)較為貴(gui)重(zhong)，切割產生的(de)重(zhong)量損(sun)失、切割面質量、粗糙(cao)度等(deng)都與(yu)成(cheng)本(ben)(ben)息息相(xiang)關(guan)。故(gu)不論(lun)選用哪一種，都要考慮(lv)直接損(sun)耗(hao)和間接二次損(sun)耗(hao)的(de)成(cheng)本(ben)(ben)。
線(xian)切(qie)割又叫做數(shu)控電(dian)火花線(xian)切(qie)割，是一種特有的(de)特種加工(gong)(gong)金屬切(qie)削方式，隸屬電(dian)加工(gong)(gong)范疇，主要用于工(gong)(gong)業生產中的(de)精密加工(gong)(gong)，其(qi)加工(gong)(gong)具有加工(gong)(gong)精度(du)(du)高、切(qie)面表(biao)面粗糙度(du)(du)低、安全性(xing)好等特點！
線切(qie)(qie)(qie)割加工原理不同于其(qi)它金(jin)屬切(qie)(qie)(qie)削(xue)設(she)備，加工原理實際上是(shi)一種電解(jie)電燒融的腐蝕現(xian)象，是(shi)一種精準的化(hua)學反應、而不是(shi)常規切(qie)(qie)(qie)削(xue)設(she)備的物理切(qie)(qie)(qie)削(xue)。
線切(qie)割加工采用金屬絲(si)（鉬絲(si)、鎢絲(si)等）作為(wei)導電(dian)電(dian)極，特制高頻電(dian)源持(chi)續放電(dian)擊穿(chuan)，對切(qie)割工件進行燒(shao)融腐蝕(shi)，從而實現切(qie)割加工的一種方法。
線切(qie)割能加工(gong)(gong)各種高硬(ying)度﹑高強(qiang)度﹑高韌度和高熔點(dian)的導(dao)電(dian)材料(liao)，由(you)于線切(qie)割加工(gong)(gong)的特(te)殊(shu)性，其加工(gong)(gong)不(bu)受所(suo)加工(gong)(gong)材料(liao)硬(ying)度等(deng)物理性質影響，只跟材料(liao)的導(dao)電(dian)能力(li)、熔點(dian)、密度等(deng)有關(guan)……
激光切(qie)割(ge)各(ge)方面都比較理想，就(jiu)是(shi)設備(bei)成本(ben)比較高，并不是(shi)所有企業都有能(neng)力承受(shou)，而(er)且這種方式(shi)對厚金屬材料來(lai)說也是(shi)無能(neng)為力的。
激(ji)光切(qie)割精密，熱影(ying)響(xiang)區小，熱變(bian)形小（1mm左右的(de)邊部(bu)），速度快，切(qie)縫小損耗小，板材(cai)變(bian)形小。
對于數量(liang)較大的(de)鎳基合金加工(gong)(gong)(gong)，激光加工(gong)(gong)(gong)應用較廣(guang)。特別實在(zai)一些大型項(xiang)目上，數十噸的(de)精密加工(gong)(gong)(gong)件，甚至需要幾臺高效激光機同(tong)時(shi)切(qie)割加工(gong)(gong)(gong)。
3.等離子切割
等(deng)離子(zi)切割是以壓縮空氣為工作氣體，以高溫高速的等(deng)離子(zi)電弧為熱源、將被切割的金(jin)屬局部(bu)熔化(hua)，并用高速氣流(liu)將已(yi)熔化(hua)的金(jin)屬吹走、形(xing)成(cheng)切割。缺(que)點非常明(ming)顯(xian)：熱影響(xiang)區大(da)，板材會因熱而變形(xing)，切縫寬(kuan)損(sun)耗大(da)，不適宜(yi)切薄板。
特別是切(qie)割(ge)貴(gui)重的鎳基合金(jin)如哈氏合金(jin)C276，15毫米(mi)的板材(cai)(cai)，切(qie)割(ge)損(sun)耗5mm，兩邊(bian)熱影響區3~5毫米(mi)，打磨(mo)去掉氧(yang)化(hua)區成(cheng)本不說，光材(cai)(cai)料(liao)的料(liao)損(sun)就是一(yi)筆高(gao)昂成(cheng)本。對于碳鋼等低端材(cai)(cai)料(liao)無所(suo)謂，對于貴(gui)重材(cai)(cai)料(liao)就是幾千(qian)塊錢(qian)的損(sun)失。故在鎳基合金(jin)加工時候(hou)較少。
等(deng)離子切割效(xiao)果
案例：有次水切割設備較忙，客戶催發貨物，經客戶同意，用等離子切割N08800的35mm材料，切后慘不忍睹。上圖是真相，切割直接浪費5mm，熱影響區6mm，客戶回去二次加工，又損失一筆……
4.水刀切割：冷加工
剩(sheng)下的就是(shi)水(shui)切割了，所謂的“水(shui)刀”，是(shi)用高壓泵(beng)把密封的水(shui)加壓，通過高級硬(ying)質合金(jin)、藍寶石、金(jin)剛石等做成的噴(pen)(pen)嘴極細的噴(pen)(pen)口噴(pen)(pen)出，切割材料(liao)。
綜合(he)來看，它比線切割(ge)、激光切割(ge)都要好(hao)(hao)，因此也成為(wei)目(mu)前應用最(zui)廣泛的(de)切割(ge)方式。之所以(yi)說它好(hao)(hao)，主要是以(yi)為(wei)它可以(yi)切割(ge)任何材料，冷(leng)切割(ge)方式，沒有(you)任何熱影(ying)響區。對(dui)厚度沒有(you)要求；而(er)且價(jia)格適(shi)中，性價(jia)比高，是較為(wei)理想的(de)切割(ge)設備了。
缺(que)點是：速度慢(man)、慢(man)、慢(man)。但慢(man)工(gong)出細活(huo)，幾乎(hu)沒(mei)有(you)料(liao)損節約(yue)成本，切割面光(guang)滑，在鎳(nie)基合金加工(gong)時候長期使用(yong)。
水刀精密切割效果精良
案例：N08825材(cai)(cai)質(zhi)30mm厚板加(jia)工(gong)(gong)法蘭環(huan)8件，成品交付后，略(lve)微(wei)車床加(jia)工(gong)(gong)下即可(ke)直接使用。前期水刀切割費點時間，后期加(jia)工(gong)(gong)節約工(gong)(gong)序(xu)和(he)材(cai)(cai)料，數量不多，對于(yu)貴重耐腐(fu)蝕材(cai)(cai)料來說，是比較合適的切割辦法。
說完切(qie)割，那么接(jie)下來要說的(de)就(jiu)是機(ji)加工(gong)了(le)，很多客戶在面對鎳基合金的(de)加工(gong)時，總(zong)會碰到各(ge)種(zhong)各(ge)樣的(de)問題(ti)，針對這些(xie)問題(ti)，小(xiao)編(bian)進行了(le)一個(ge)系統(tong)的(de)總(zong)結，當然如(ru)果有(you)遺漏部分(fen)，歡(huan)迎各(ge)位留(liu)言(yan)給(gei)我(wo)。
鎳基合(he)(he)金材料附加(jia)(jia)值高(gao)，它的(de)加(jia)(jia)工(gong)(gong)也(ye)是(shi)個比較困難的(de)活。當遇到Inconel 600、Inconel 625和Hastelloy C276或者Hastelloy B3等(deng)難加(jia)(jia)工(gong)(gong)合(he)(he)金材料時，加(jia)(jia)工(gong)(gong)知識(shi)與(yu)經驗(yan)就顯得非常重要(yao)。這(zhe)些(xie)材料具有很高(gao)的(de)強度(du)(du)、耐腐(fu)蝕性，并且這(zhe)個材料都(dou)是(shi)要(yao)經受極高(gao)的(de)溫(wen)度(du)(du)的(de)考驗(yan)的(de)。
因此(ci)一方(fang)面(mian)，需要在(zai)上述材料(liao)中加(jia)(jia)入了一些(xie)特殊(shu)元素，以獲得(de)優越的(de)(de)性(xing)能；另一方(fang)面(mian)，特殊(shu)元素的(de)(de)加(jia)(jia)入也使得(de)材料(liao)特別難于銑(xian)削加(jia)(jia)工(gong)。小(xiao)編個(ge)(ge)人(ren)認(ren)為(wei)，在(zai)鎳(nie)(nie)系合金中占據(ju)主(zhu)(zhu)導作用的(de)(de)鎳(nie)(nie)和鉻兩個(ge)(ge)主(zhu)(zhu)要添加(jia)(jia)成分，其(qi)實(shi)在(zai)加(jia)(jia)工(gong)上相(xiang)背(bei)的(de)(de)：首先增加(jia)(jia)鎳(nie)(nie)能增加(jia)(jia)材料(liao)韌(ren)性(xing)，其(qi)次加(jia)(jia)入鉻可提高材料(liao)的(de)(de)硬(ying)度，再加(jia)(jia)上其(qi)它成分的(de)(de)平衡(heng)，刀具的(de)(de)磨損情況(kuang)難以避免。
一般來說，添加到材料中的其它元素有硅、錳、鉬、鉭、鎢等，值得注意的是，鉭和鎢也是用來制造硬質合金的主要成分，它們能有效地提高硬質合金的性能，但是這些元素加入到工件材料中，就使它變地難以銑削加工。形象通俗地講，差不多像用一把硬質合金刀具切削另一把硬質合金刀具一樣。
1.刀具的破損(sun)和成因
首先為什么切削其(qi)(qi)它材料的銑(xian)刀、刨床刀頭，在(zai)(zai)加(jia)(jia)(jia)工鎳基合(he)金(jin)時破損較快？搞清(qing)楚這一點(dian)是很重要的。加(jia)(jia)(jia)工鎳基合(he)金(jin)，其(qi)(qi)刀具費用(yong)較高，其(qi)(qi)費用(yong)為銑(xian)削一般鋼材的5～10倍(bei)。這點(dian)，小編在(zai)(zai)文末(mo)的HastelloyC276刨床加(jia)(jia)(jia)工案例中會和用(yong)戶簡(jian)單分享下。
毋庸(yong)質疑，在(zai)銑削(xue)鎳(nie)(nie)基合(he)金時，熱量是(shi)影響刀具(ju)壽命的(de)最重要的(de)因(yin)素。極高的(de)切削(xue)發熱，也不僅(jin)(jin)僅(jin)(jin)是(shi)銑削(xue)鎳(nie)(nie)合(he)金才遇到的(de)問(wen)題。銑削(xue)鎳(nie)(nie)基合(he)金時，需要對熱量加以控(kong)制(zhi)。
許(xu)多刀(dao)具(ju)的(de)(de)損壞還(huan)與其(qi)它因(yin)素有關，不合格的(de)(de)夾具(ju)和刀(dao)柄都可(ke)能(neng)縮短刀(dao)具(ju)壽(shou)命。當夾緊的(de)(de)工(gong)件剛(gang)性(xing)不足，切(qie)削(xue)時(shi)產(chan)生(sheng)移動時(shi)，可(ke)能(neng)會引起硬質合金基體的(de)(de)斷(duan)裂(lie)。有時(shi)會沿切(qie)削(xue)刃產(chan)生(sheng)小的(de)(de)裂(lie)縫，有時(shi)還(huan)會從硬質合金刀(dao)片上(shang)崩(beng)掉一塊（俗稱崩(beng)刀(dao)），無法繼續進行切(qie)削(xue)。因(yin)此，提醒下，在加工(gong)開始前，設法加強(qiang)夾具(ju)的(de)(de)剛(gang)性(xing)，對以后長時(shi)間(jian)的(de)(de)生(sheng)產(chan)都會帶來益處。不僅延長了刀(dao)具(ju)的(de)(de)壽(shou)命，而且(qie)還(huan)提高(gao)了工(gong)件表面質量，減少(shao)了加工(gong)誤差。
當然，這(zhe)種崩刃也可能是因為硬質(zhi)合金(jin)太硬或切削負荷太大所致(zhi)。這(zhe)時應考慮采用高速鋼(gang)刀具進行加(jia)工，以減少崩刃的發生(sheng)。然而，需要說(shuo)明的是，高速鋼(gang)刀具又(you)不能像硬質(zhi)合金(jin)那樣承受(shou)較高的熱量(liang)。究竟采用什么材料，必(bi)須根據具體情況權衡二者得(de)出。
同樣，刀(dao)柄(bing)(bing)選擇(ze)不當，也會(hui)縮短(duan)刀(dao)具(ju)壽命。選擇(ze)刀(dao)柄(bing)(bing)時(shi)應遵循一個(ge)原則，就是刀(dao)柄(bing)(bing)要盡可能的短(duan)。這些對(dui)刀(dao)具(ju)和工件的夾持要求，對(dui)銑削(xue)任(ren)何材料都(dou)適用(yong)，而當銑削(xue)鎳基合金時(shi)，還需要盡可能采用(yong)先(xian)進(jin)的加(jia)工經驗。
GH5188車(che)光
不管刀(dao)具設計得如何，或用什么材料(liao)制成，刀(dao)具的制造(zao)商的專業(ye)知識也是幫助(zhu)經濟加工的不可或缺技術來源。
如果(guo)超出刀(dao)具(ju)的(de)加(jia)工(gong)能(neng)(neng)力，將(jiang)導致(zhi)刀(dao)具(ju)的(de)損(sun)(sun)壞。插銑也是一樣，如果(guo)不能(neng)(neng)將(jiang)切屑及時地從槽底排出，切屑將(jiang)會(hui)受到擠壓，之后刀(dao)具(ju)也將(jiang)損(sun)(sun)壞。總之，銑削(xue)加(jia)工(gong)高(gao)溫合金時，這些情況對刀(dao)具(ju)壽命(ming)都是不利的(de)。
銑削鎳基合金時，選擇適當的切削速度也非常重要。它決定了在切削區產生熱量的多少。推薦的速度范圍從較低的12～15m/min(對高速鋼銑刀)到23～37m/min(對硬質合金銑刀)，再到180～245m/min或更高(對陶瓷銑刀)。增加進給量和切削深度也會增加切削熱，因相應地增加了切削力和刀具與工件的接觸面積。
3. 切削熱(re)(re)的影響和冷(leng)卻散熱(re)(re)
在銑削(xue)鎳基合(he)金時(shi)，會有(you)大(da)量的(de)切削(xue)熱產生。所以在加(jia)(jia)工(gong)時(shi)，應用(yong)充分的(de)冷卻(que)(que)液(ye)將(jiang)切削(xue)區淹(yan)沒(mei)，這(zhe)對小直徑銑刀(dao)(dao)容(rong)易(yi)實現(xian)(xian)，但對大(da)直徑刀(dao)(dao)具(如面銑刀(dao)(dao))，切削(xue)時(shi)就不可(ke)能(neng)(neng)全(quan)部(bu)淹(yan)沒(mei)，只能(neng)(neng)關掉冷卻(que)(que)液(ye)，采用(yong)干銑方(fang)式。但是對于(yu)刨床，還是可(ke)以實現(xian)(xian)加(jia)(jia)工(gong)時(shi)候的(de)在線(xian)冷卻(que)(que)。
當銑刀不能被冷卻液覆蓋時(shi)，熱量(liang)在刀片上快速(su)傳入(ru)、傳出，導致產生許(xu)多垂直于(yu)切削刃的很小裂紋，裂紋逐漸擴(kuo)展，最終就會引起硬質合金碎裂。
如前所述，鎳基(ji)合(he)金(jin)的(de)兩個(ge)主要元素是鎳和(he)鉻。當(dang)金(jin)屬冶(ye)煉廠調(diao)整每(mei)種金(jin)屬的(de)百分比含量時，其耐蝕性(xing)(xing)、強度、硬度等(deng)特性(xing)(xing)都會改變，同樣它的(de)可加工性(xing)(xing)和(he)加工參數也會隨(sui)之變化。
需要說明(ming)的(de)是，單單設計切削堅韌(ren)或硬質工件的(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)并不難(nan)，但要設計出二者兼備的(de)鎳(nie)基合金刀(dao)(dao)具(ju)(ju)卻是不容易。對于這(zhe)些合金你可(ke)能有自己的(de)叫法，但只要你了解它的(de)成分(fen)并使用適(shi)當的(de)刀(dao)(dao)具(ju)(ju)，你就可(ke)順(shun)利地銑削像Haynes242、HatelloyC276、HatelloyB-3等這(zhe)樣的(de)材料。
HastelloyC276合金(jin)加工案(an)例分(fen)享：
小(xiao)編(bian)一客(ke)戶(hu)經手一批HastelloyC276鎳基合(he)金方(fang)棒(bang)的刨床(chuang)深加工(gong)，尺寸為190*210*3650mm多支。
在(zai)加工時候就碰到(dao)以上難題，毀刀嚴(yan)重。
一方面(mian)，刀具鈍化厲害，基本3—4個回程就需(xu)要二次(ci)磨刀，選低(di)于加(jia)工(gong)不銹鋼(gang)的(de)效率；另一方面(mian)，如以上所述，崩刀嚴重，成本高企(qi)。合作的(de)數(shu)控中心加(jia)工(gong)過程苦不堪言。
經現(xian)場溝通(tong)后，提出以下解決方法，情況較(jiao)大改善(shan)：
1、排除一些細(xi)節(jie)，如(ru)夾裝方面等可能(neng)帶(dai)來(lai)的影響，規范操作；
2、采用YG-8以上材質的(de)刀具(ju)；
3、采用(yong)高(gao)端冷卻液快速給(gei)刀具散(san)熱。
如您也有(you)鎳基合金車(che)、銑(xian)、刨(bao)、磨等加工時(shi)候的一些(xie)問題，可(ke)以(yi)在線(xian)留言下(xia)，歡迎大(da)家一起討論。
