激光加热辅助车削高温合金的表面完整性研究

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高温合金具备的高热强度和低热导率使其成为难加工材料,常规加工时刀具磨损严重,表面完整性较差。针对其难加工特性多采用特种加工方式进行改善,其中较为成熟且高效的方法就是激光加热辅助切削技术。本文的主要内容就是激光加热辅助车削高温合金GH4169的表面完整性研究,并对表面完整性做出综合模糊评价,主要内容如下:首先,通过不同参数试验确定激光加热辅助车削的激光参数和切削参数:激光功率2800W,光斑直径2mm,入射角度60°,照射时间30s,激光移动速度根据切削参数和进给量的结合进行调整,切削深度受热影响层影响不大于0.45mm。其次,进行激光加热辅助车削(LAT)GH4169的表面完整性研究,结果发现LAT下切削力和刀具磨损随切削速度和进给量的增加而增加,随切削深度的增加而减小;在表面几何特征下不同激光功率下Ra均减小,随切削速度的增加Ra保持一定,随进给量的增加而增加,但仍较常规车削的小;激光辅助加工的表面缺陷较少,主要缺陷方式为颗粒拔除和侧流;在表面微观组织下激光辅助加工未产生相变,对金相组织影响较小,但经历了更严重的塑性变形,导致低切削速度下产生更厚的白层;在表面力学性能下激光辅助加工产生更厚的硬化层和更高的表面硬度,产生了较高的残余拉应力,并随深度增加残余应力减小。最后,对激光加热辅助车削表面完整性进行综合模糊评价,结果发现激光加热辅助车削能显著提高表面完整性,为激光加热辅助车削高温合金的应用提供理论基础及技术参考。
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