航空航天难加工材料的高速铣削

哈尔滨东安实业发展有限公司 张智秋

山特维克可乐满新推出的CoroMill®Plura HFS ISO S刀具是加工钛合金和镍基合金航天航空零件的理想之选。

为了提高ISO S材料的铣削性能，切削刀具和刀具系统专家山特维克可乐满推出了一系列具有独特槽型和材质的立铣刀。CoroMill®Plura HFS (高进给侧铣) ISO S刀具可确保钛合金和镍基合金工件的加工可靠且富有成效，在航空发动机和结构件应用中均有不俗的表现。

为了应对未来几年航天航空业务的增长预期，CoroMillPlura HFS产品包含两个针对钛合金优化的立铣刀系列，以及一个针对镍基合金优化的立铣刀系列。由于排屑和发热是对钛合金加工的特定挑战，山特维克可乐满开发了一款硬质合金立铣刀以应对普通排屑工况，以及一款采用内冷却液

和全新内冷增强器 (专利申请中) 的立铣刀以确保最佳切屑和温度控制。

加工钛合金的立铣刀采用GC1745材质，拥有坚固的细晶粒 (亚微米) 烧结硬质合金基体，其锋利且可控的切削刃可应对非常苛刻的铣削工况。此外，全新含硅涂层具有出色的耐磨性和低热传导性。刀具为6齿产品，端刃不过中心，具有不等齿距设计。此外，芯部尺寸经过优化，在钛合金加工中具有更高的刚性，而刀尖圆弧半径、前角和后角均专门针对这些苛刻材料的加工而设计。

加工镍基合金的立铣刀采用GC1710材质，也具有锋利且可控的切削刃。坚硬耐磨的细粒度基体，经优化可用于在加工具有硬质点、高粘性、工作硬化材料 (比如时效处理的Inconel 718) 时承受高工作负荷。此处，采用创新HIPIMS (高功率脉冲磁控溅射) 技术制作的新涂层也具有降低表面粘脱附特性，能够避免形成BUE (积屑瘤) 并延长刀具寿命。

正如山特维克可乐满硬质合金立铣刀全球产品经理Tiziana Pro所说，新刀具的设计可确保大轴向切深 (ap)和小径向切深 (ae) 以及可控最大切屑厚度的高进给侧铣，能够有效控制切削力并实现流畅切削。生产效率的提升带来了更高产量，而刀具寿命的延长和可靠性的增强又降低了高价值零件的报废率。客户得到的进一步好处包括降低了刀具单个零件成本以及提高了安全水平。”

目标航天航空零件包括钛合金机翼和挂架零件，以及由Inconel 718制作的发动机机匣。石油和天然气、医疗和赛车运动等领域 (其中钛和镍合金变得越来越普遍) 的应用也将从中受益。

为了突出所能提供的潜在收益，刀具可先行试用，涉及由时效处理的Waspaloy 420镍基合金制作的LPT (低压涡轮) 机匣。采用卧式加工中心，增大了轴向切深并减小了径向切深(径向力较大会产生挠曲问题)。将12 mm直径CoroMill®Plura HFS立铣刀与相同尺寸的竞争对手刀具进行比较，金属去除率显著提高，生产效率提升幅度可达198%之多。（资料由山特维克可乐满提供）□