【摘 要】
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K444镍基高温合金具有优异的抗磨损、耐腐蚀、热稳定性等性能,常用于制造燃气轮机的涡轮叶片。缓进深切磨削加工是一种高效精密的加工方法,在缓进深切磨削加工中,产生的磨削力大、磨削热量高,砂轮磨损严重,易发生磨削烧伤,导致加工表面缺陷的形成,使零件服役能力下降。目前对于K444铸造镍基高温合金的磨削加工研究还不够深入,对其砂轮优选和缓进深切磨削工艺控制仍存在不足。为了评价K444镍基高温合金的磨削加工
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K444镍基高温合金具有优异的抗磨损、耐腐蚀、热稳定性等性能,常用于制造燃气轮机的涡轮叶片。缓进深切磨削加工是一种高效精密的加工方法,在缓进深切磨削加工中,产生的磨削力大、磨削热量高,砂轮磨损严重,易发生磨削烧伤,导致加工表面缺陷的形成,使零件服役能力下降。目前对于K444铸造镍基高温合金的磨削加工研究还不够深入,对其砂轮优选和缓进深切磨削工艺控制仍存在不足。为了评价K444镍基高温合金的磨削加工性能,本文开展K444镍基高温合金缓进深切成型磨削加工研究,对比两种刚玉砂轮,优选适合加工K444高温合金的砂轮;评价K444高温合金的磨削表面质量,分析其表面缺陷形成机理;通过成型磨削试验优化磨削用量,评价叶片榫齿的磨削质量,研究成果对于实现K444镍基高温合金燃机叶片榫齿的缓进深切磨削加工具有重要意义。本文完成的主要研究工作及取得的成果如下:（1）开展了棕刚玉和白刚玉砂轮缓进深切磨削K444镍基高温合金试验,对比分析了磨削力、磨削温度、砂轮磨损特性及磨削比能。在相同的磨削加工参数下,相比于白刚玉砂轮,棕刚玉砂轮的磨削力、磨削温度、磨削比能均较低;白刚玉砂轮更容易磨损,其径向磨损约是棕刚玉砂轮的1.4倍。总体而言,棕刚玉砂轮磨削加工K444镍基高温合金材料性能更优。（2）研究了棕刚玉砂轮和白刚玉砂轮磨削K444镍基高温合金的表面粗糙度,在相同的磨削用量下,相比于白刚玉砂轮,棕刚玉砂轮磨削表面粗糙度更低。建立了表面粗糙度经验模型,对其进行灵敏度分析发现:两种砂轮磨削K444材料的表面粗糙度对切深最敏感,其次是进给速度,对砂轮线速度敏感性最小。揭示了砂轮磨损特性对磨削后表面缺陷形成的机理,由于砂轮存在黏附、磨屑堵塞及磨粒磨损,使磨削后表面存在挤压变形、坑洞及翘曲等缺陷。相比于白刚玉砂轮,棕刚玉砂轮磨削加工后工件的磨削形貌较好,无较深的凹槽及明显缺陷。（3）采用白刚玉砂轮和棕刚玉砂轮进行了叶片榫齿结构的磨削试验,分析了不同砂轮及不同材料去除率下榫齿不同区域的表面形貌、金相显微组织及显微硬度,探明了不同区域磨削表面形貌差异。通过优选磨削用量,满足了满足磨削表面质量要求。
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