亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        超高溫高壓流變儀耐壓測試腔的加工制造技術(shù)研究

        2018-03-05 05:58:10劉長安韓天夫鄧都都李圣年張有波丁明杜環(huán)孫涌
        地質(zhì)裝備 2018年1期

        劉長安,韓天夫,鄧都都,李圣年,張有波,丁明,杜環(huán),孫涌

        (1.青島海通達(dá)專用儀器有限公司,青島 266100;2.北京探礦工程研究所,北京 100083)

        0 引言

        哈氏合金是一種含W的Cr-Ni-Mo合金,具有極低的硅碳含量,被認(rèn)為是萬能的抗腐蝕合金,主要在各種氧化性氯化物、氯化鹽溶液、硫酸與氧化性鹽、低溫與中溫鹽酸等中均有很好的耐蝕性能,其力學(xué)性能也非常突出,具有高強(qiáng)度、高韌性的特點,其抗拉強(qiáng)度σb≥790 MPa,延伸率δ≥40%[3]。因此在化工、石油化工、煙氣脫硫、紙漿和造紙、環(huán)保等工業(yè)領(lǐng)域有著相當(dāng)廣泛的應(yīng)用[1-2]。哈氏合金是制造耐壓測試腔的最佳選擇,能夠保證超高溫高壓流變儀耐壓測試腔在350 ℃、260 MPa的條件下安全可靠。但是哈氏合金硬度特高,切削加工性能極差,耐壓測試腔制造難度很高。

        1 主要制造難點

        1.1 機(jī)加工性能差

        哈氏合金強(qiáng)度與韌性很高,其硬度高達(dá)30 HRC,在機(jī)加工方面有一定的難度;而且其應(yīng)變硬化傾向極強(qiáng),當(dāng)變形率達(dá)到15%時,約為不銹鋼的兩倍,超高的硬度導(dǎo)致加工過程極容易損壞刀具。由于哈氏合金鋼具有良好的塑性和韌性,切削時切屑不易卷曲和折斷,還會纏繞在工件和刀具上,影響切削的順利進(jìn)行[4]。

        1.2 材料敏感

        哈氏合金存在中溫敏感區(qū),其敏感傾向隨變形率的增加而增大。當(dāng)溫度較高時,哈氏合金易吸收有害元素使它的力學(xué)性能和耐腐蝕性能下降。加工過程中過高的溫度導(dǎo)致殘余應(yīng)力過大,出現(xiàn)應(yīng)力腐蝕裂紋[5],這對于超高壓容器是致命的。

        1.3 零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜

        耐壓測試腔為測試樣品的載體,內(nèi)部為精密的黏度測量系統(tǒng)。部分零件設(shè)計中存在許多高精度的孔、縫、螺紋以及連接結(jié)構(gòu),結(jié)構(gòu)復(fù)雜,常規(guī)的刀具與加工方式很難完成加工。

        1.4 制造精度要求高

        由于超高溫高壓流變儀屬于精密測試儀器,耐壓測試腔很多結(jié)構(gòu)都有很高的尺寸精度要求,而且對于超高壓容器本身來說,筒體壁面以及密封接觸面需要有很高的表面粗糙度(一般要求Ra≤1.6 μm),保證足夠的表面粗糙度是提高容器疲勞強(qiáng)度的有效措施[6]。

        2 哈氏合金加工特性分析

        哈氏合金的切削性能極差,這是由于材料本身的化學(xué)成分(表1)和機(jī)械性能(表2)所決定的。

        表1 哈氏合金主要化學(xué)成分表

        表2 不同材料機(jī)械性能與切削力對比

        從表1中可以看出,哈氏合金以熔點較高的鎳元素作為合金的基體,并含有高熔點的鉬、釩、鐵等元素,使得哈氏合金強(qiáng)度大、硬度高,且有較高的延伸率[7]。

        與45#鋼、1Cr18Ni9Ti鋼相比,哈氏合金在切削過程中有以下特點:①塑性變形大,其延伸率比45#鋼大300%,比延伸率較大的1Cr18Ni9Ti鋼還大63%;②切削溫度高,哈氏合金在切削過程中產(chǎn)生較大的塑性變形,刀具與工件之間存在著強(qiáng)烈的摩擦,產(chǎn)生大量的切削熱,而哈氏合金的導(dǎo)熱系數(shù)較低,致使切削溫度繼續(xù)升高;③切削力大,由于哈氏合金強(qiáng)度高,塑性變形抗力大,且冷硬現(xiàn)象較嚴(yán)重,所以切削力很大,比45#鋼的切削力高150%;④冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重,切削哈氏合金時,已加工表面的硬度比基體的硬度高50%~100%;⑤刀具極易磨損,由于以上特點導(dǎo)致哈氏合金在切削加工過程中刀具出現(xiàn)嚴(yán)重的機(jī)械磨損和粘接磨損。

        3 改善加工性能的措施

        3.1 哈氏合金熱處理

        哈氏合金與普通奧氏體不銹鋼有相似的成形性能。但由于其比普通奧氏體不銹鋼的強(qiáng)度要大,所以,在車削加工過程中會有更大應(yīng)力。此外,這種材料的加工硬化速度比普通不銹鋼快得多,因此在冷車削加工過程中,要采取中途退火處理,退火過程為900±20 ℃保溫24 h,然后自然冷卻,以改善其加工性能。哈氏合金以退火狀態(tài)進(jìn)行車削加工時,對它的加工硬化要有清醒的認(rèn)識,例如:相對于標(biāo)準(zhǔn)奧氏體不銹鋼要采用較慢的切削速度,對于表面的硬化層要采用較大的進(jìn)刀量,并使刀具處于連續(xù)的工作狀態(tài)。而且冷加工硬度超過120%時,需進(jìn)行固溶處理。冷成形過程中,變形率較大時要采用分步成形工藝。分步成形要進(jìn)行中間熱處理,選用固溶處理方式,溫度控制在1000 ℃以上。加工件最終成形后還要再進(jìn)行一次固溶處理,以消除殘余的應(yīng)力。哈氏合金固溶處理溫度控制在1060~1080 ℃之間,之后進(jìn)行水淬,當(dāng)材料厚度在1.5 mm以上時可以快速空冷以獲得最好的耐腐蝕性能[8]。

        哈氏合金材料或設(shè)備部件在進(jìn)行熱處理時要注意以下問題:為了防止設(shè)備部件熱處理變形,應(yīng)采用不銹鋼加強(qiáng)環(huán);對裝爐溫度、加熱和冷卻時間應(yīng)嚴(yán)格控制;裝爐前,對熱處理件進(jìn)行預(yù)處理,防止產(chǎn)生熱裂紋。在熱處理之前和熱處理過程中,應(yīng)始終保持工件清潔和無污染,這一點非常重要;加熱爐選用電爐,在加熱過程中,工件不能接觸硫、磷、鉛及其他低熔點金屬,否則會損害合金的性能,使合金變脆[9]。

        3.2 加工參數(shù)優(yōu)選

        3.2.1 車削刀具選擇

        由于切削哈氏合金時負(fù)荷重、切削溫度高、冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重,所以要求刀具材料的硬度和強(qiáng)度高,同時還要有良好的耐熱性和耐磨性。實踐證明,一般高速鋼刀具磨損很快,只有在斷續(xù)切削或排屑困難的情況下才是用高速鋼;雖然YT類硬質(zhì)合金的硬度和耐磨性很高、但它的抗彎強(qiáng)度低,而且TiC在鎳中溶解度極大,在高溫下容易引起擴(kuò)散磨損,因此也不宜采用YT類硬質(zhì)合金刀具。最終刀具材料選用硬質(zhì)合金和立方氮化硼,切削哈氏合金常用的硬質(zhì)合金牌號有:YG813、YM051、YD05、YG8、YG10H[10]。粗車時用YD05、YG10H、YG8,精車時用YG813、M051、YD05。

        3.2.2 幾何參數(shù)選擇

        由于哈氏合金的加工硬化嚴(yán)重,所以刀具要盡量鋒利,不允許有鋸齒形缺陷。為了減小被切金屬的變形并降低切削力和切削溫度,粗車時前角γ0取值可大一些,一般取10°左右;精車時為了保證工件精度和提高刀具的耐用度,前角數(shù)值要小,取值0°~5°。對于后角α0,為了減輕后刀面與工件已加工表面的摩擦,粗車時采用較大的后角,取值8°左右,后刀面粗糙度Ra值小于0.2 μm。對于主偏角Kr,為了使刀具具有足夠的強(qiáng)度和散熱性,同時還要保證在切削時不震動,取值Kr在45°~75°之間。對于刃傾角λs,粗車時取-1°,精車時為了避免切削劃傷已加工表面取值0°~3°。

        3.2.3 切削要素選擇

        一般來說切削速度低,很容易產(chǎn)生刀瘤,使得加工表面粗糙;而速度過高則導(dǎo)致切削溫度過高,縮短刀具壽命。根據(jù)實際加工經(jīng)驗粗車時取40~50 m/min;精車時速度不超過60 m/min。對于切削深度,由于哈氏合金的加工硬化很嚴(yán)重,所以切削深度不宜過小,粗車時取值2~5 mm,精車時取值0.2~0.5 mm。對于進(jìn)給量f,為了減小切削力,進(jìn)刀量不宜過大,取值0.1~0.5 mm/r,粗車時取大值,精車時取小值。

        3.2.4 切削液的選擇

        用硬質(zhì)合金和立方氮化硼刀具加工哈氏合金時一般采用干切,由于切削時切削力較大,切削溫度較高,為了改善切削性能,提高加工質(zhì)量,也可試用切削液進(jìn)行冷卻潤滑,使用硬質(zhì)合金刀具可采用極壓切削液,使用立方氮化硼刀具推薦使用70%~80%的煤油加20%~30%硫化切削油。由于切削哈氏合金材料時切削溫度過高,故加切削液時流量要足夠、澆注要充分、否則刀頭有可能因冷卻不均勻而產(chǎn)生裂紋。

        4 難點加工分析

        4.1 深對接小孔的加工

        中間體零件上對接孔的最大深度為102.5 mm直徑3 mm。一般來說對于加工硬化不太敏感的材料,為了保證加工的精度和同心度,可采用超長麻花鉆頭一次性加工。但是超長的的麻花鉆頭在加工過程中,鉆頭的韌性差、易產(chǎn)生震動;同時孔很小,排屑非常困難,冷卻液很難進(jìn)入到孔內(nèi),鉆刃會因為無法及時冷卻而造成磨損嚴(yán)重。對于冷硬現(xiàn)象嚴(yán)重的哈氏合金,這些問題會非常明顯,所以這種方式根本行不通。

        對于哈氏合金加工中遇到這種小孔、深孔、對接孔,首先要選用多組規(guī)格長度40 mm、80 mm、130 mm 的優(yōu)質(zhì)硬質(zhì)合金超長麻花鉆頭,要改進(jìn)冷卻液的噴射角度及壓力和流量、并采用多次加工多次退火的工藝。首先采用40 mm鉆頭鉆孔進(jìn)給量0.1 mm/r。為了保證鉆頭冷卻充分,防止哈氏合金冷硬,每鉆一定長度后必須退回零件孔外,對鉆頭進(jìn)行充分的冷卻和沖刷,這樣切削液既冷卻了鉆頭,同時切削液流進(jìn)孔內(nèi)對零件加工位置也進(jìn)行了降溫,鉆孔深度越長退刀次數(shù)相應(yīng)越多。加工過程中一旦出現(xiàn)鉆頭磨損應(yīng)立即對鉆頭進(jìn)行修復(fù),將鉆頭磨成115°,這樣才能使鉆頭既有強(qiáng)度又保證同心度。加工一旦出現(xiàn)硬化現(xiàn)象,應(yīng)立即進(jìn)行一次退火處理。退火過程為900±20 ℃保溫24 h,然后自然冷卻,才能進(jìn)行加工。鉆頭使用的優(yōu)先順序為40 mm>80 mm>130 mm,直至加工到規(guī)定尺寸。

        4.2 螺紋加工

        對于中間體零件中,如圖1深孔小螺紋,該類螺紋具有孔很小且深度大的特點。哈氏合金材料硬度高,對于這種小而深的螺紋攻絲很容易出現(xiàn)切屑堵塞。一旦堵住,絲錐擠壓切屑造成牙松、垂直度超差、表面粗糙、底孔燒結(jié)、螺紋粘結(jié)、螺紋劃傷、振動及絲錐崩牙或折斷等問題。

        圖1 深孔小螺紋

        根據(jù)經(jīng)驗,在加工過程中采用先鉆底孔,然后倒角,最后用帶有涂層的螺旋絲錐進(jìn)行攻絲的工藝路線;為了保證螺紋質(zhì)量、提高加工的效率,選擇極壓型嗒牙油,每旋進(jìn)1~2牙將絲錐旋出,清理排屑;對于深孔哈氏合金攻絲切不可一次性攻入,一次性攻入會在絲錐與工件間產(chǎn)生很高的溫度增加材料硬化的速度,一旦絲錐卡住,只能用電化學(xué)的加工方式將其取出,且會損傷工件的加工面。采用多次退屑的方式,這樣能夠有效地保證加工精度和質(zhì)量。如若出現(xiàn)材料硬化無法加工的問題,進(jìn)行退火處理后再進(jìn)行加工。類似的結(jié)構(gòu)在耐壓測試腔加工中還有很多,經(jīng)過長時間的加工摸索,通過優(yōu)化加工參數(shù)和改進(jìn)加工工藝等方式,最終將困難逐一攻克,達(dá)到了圖紙設(shè)計的技術(shù)要求,圓滿的完成了第一臺耐壓測試腔體的加工制造,具體零件見圖2。

        圖2 耐壓測試腔

        5 結(jié)論

        哈氏合金具有高強(qiáng)度、高韌性、硬度特高的特點,其切削加工性能極差;耐壓測試腔的結(jié)構(gòu)復(fù)雜,零件要求精密,給實際的加工制造業(yè)帶來了很大的困難。經(jīng)過反復(fù)的實驗與總結(jié)經(jīng)驗,通過材料熱處理的方式,改善了哈氏合金的切削加工性能,又通過選擇良好的刀具、優(yōu)化加工參數(shù)、改進(jìn)加工方法、優(yōu)選冷卻液等方法,最終順利地完成了第一臺超高溫高壓流變儀耐壓測試腔的制造。

        [1] 張汝松,李志國,劉昌峰. 哈氏合金的選用[J]. 石油化工腐蝕與防護(hù),2012,29(01):33-35.

        [2] 陳恭珉. 哈氏合金及其應(yīng)用[J]. 上?;?2004,(10):55-56.

        [3] 李力松. 哈氏合金C-276材料在化工壓力容器中的應(yīng)用[J]. 石油化工設(shè)計,2003,(01):36-38+67.

        [4] 路宗新. 高強(qiáng)度鋼銑削加工技術(shù)應(yīng)用[J]. 煤礦機(jī)械,2010,31(04):106-107.

        [5] 東娟,羅耿波,席金花. 哈氏G-30合金的基本特性及容器的設(shè)計制造特點[J]. 化工裝備技術(shù),2014,35(05):36-38.

        [6] 中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局. 超高壓容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程[S]. 2005.

        [7] 胡慧峰. 哈氏C-276的制造性能[J]. 知識經(jīng)濟(jì), 2013,(08):77-78.

        [8] 王平,裴峰,董力莎. 哈氏C-276合金大型薄壁耐蝕構(gòu)件的制造[J]. 化工設(shè)備與防腐蝕,2002,(02):103-106.

        [9] 盧廣賢,夏崇華,劉豐. 哈氏合金B(yǎng)3材料成形加工工藝方法[J]. 壓力容器,2012,29(01):48-51.

        [10] 劉志兵,王西彬. 硬質(zhì)合金刀具銑削30CrNi3MoV高強(qiáng)度鋼的切削性能研究[J]. 機(jī)械科學(xué)與技術(shù),2005,(04):383-385.

        狠狠色丁香婷婷综合潮喷| 亚洲高清视频在线播放| 国产精品麻豆成人av| 中文av字幕一区二区三区| 国产综合精品一区二区三区| 亚洲中文字幕一二区精品自拍| 91精品人妻一区二区三区水蜜桃| 精品免费国产一区二区三区四区| 四虎国产成人永久精品免费| 久久久无码中文字幕久...| 人妻去按摩店被黑人按中出 | 又粗又大又硬毛片免费看| 亚洲伊人成综合网| 少妇的丰满3中文字幕| 日韩国产成人精品视频| 亚洲女同同性少妇熟女| 少妇高潮免费在线观看| 欧美性猛交aaaa片黑人| 377p日本欧洲亚洲大胆张筱雨| 最近高清中文在线字幕观看| 亚洲午夜久久久精品国产| 日本久久视频在线观看| 中文字幕精品一区久久| 国产午夜福利100集发布| av网站免费线看| 亚洲中文字幕有码av| 国产精品高湖呻呤久久av| 日韩精品亚洲一区二区| 欧洲freexxxx性少妇播放 | av无码天堂一区二区三区| 久久精品国产亚洲av热九| 产美女被爽到高潮免费a| 久久无码av中文出轨人妻| 国产精品无码久久久一区蜜臀| 人妻少妇中文字幕av| 欲香欲色天天天综合和网| 最新亚洲精品国偷自产在线| 国产伦码精品一区二区| 国产特黄a三级三级三中国| 亚洲精品人成中文毛片| 亚洲av永久无码精品一区二区|