當(dāng)前在機(jī)械制造中，由于產(chǎn)品的快速更新?lián)Q代，因而對(duì)零件的選用也有了更高要求，特別在航天、大型電站和艦船等行業(yè)的制造中，一些難加工材料如高溫合金、鈦合金、耐熱不銹鋼、復(fù)合材料等，已被廣為采用，其中應(yīng)用面大且較為常用的高溫合金材料的高效加工更受到了更多關(guān)注。 高溫合金，通常分為三類，即鐵基高溫合金、鎳基高溫合金和鈷基高溫合金，從難加工程度來說，鎳基高溫合金的加工應(yīng)該說更具有典型性和代表性。 高溫合金難加工的主要原因簡單地說可歸納為四個(gè)方面：一是材料高溫強(qiáng)度高，加工硬化傾向大，一般鎳基高溫合金的單位切削力比中碳合金鋼高 50%；加工后工件表面層的加工硬化及殘留應(yīng)力大，硬化程度可達(dá) 200%～500%；二是導(dǎo)熱性差，它的導(dǎo)熱系數(shù)約為45 鋼的 1/5～1/2，故切削溫度高；三是對(duì)刀具的粘結(jié)傾向大，在對(duì)高溫合金加工時(shí)極易產(chǎn)生積屑瘤，使切削不穩(wěn)定，從而影響了加工表面質(zhì)量；四是強(qiáng)化元素含量高。在合金中形成大量研磨性很強(qiáng)的金屬碳化物，金屬間化合物等硬質(zhì)點(diǎn)，對(duì)刀具有強(qiáng)烈的擦傷作用。 高溫合金的下料，是機(jī)械制造中的首道工序，傳統(tǒng)的下料工藝工序，一般是在臥式帶鋸床上采用環(huán)式雙金屬帶鋸條將棒料或不同截面的零件毛坯切斷(普通合金工具鋼和高速鋼帶鋸條無法進(jìn)行高溫合金下料加工)。采用高性能高速鋼雙金屬帶鋸條(刃口材料為來切割難加工的高溫合金，其切削效率低，壽命也極短，以切割一件直徑為 130mm 的鎳基高溫合金棒料為例(材料為 GH4169)，采用 M42 雙金屬鋸條一般一件下料的時(shí)間約為 8～10 小時(shí)，而且一根鋸條的壽命也只能下一件，后我們選用了一種優(yōu)質(zhì)超硬型雙金屬帶鋸條(牌號(hào)為 M51)，用該鋸條對(duì)同規(guī)格、同材質(zhì)的高溫合金棒料下料加工，其結(jié)果是在刀具切削效率和壽命方面都略有提高，但提高的幅度僅在 15%～20%之間(該鋸條切削刃處的硬度為 67～69HRC)，我們認(rèn)為用這種材質(zhì)和類型的帶鋸條加工高溫合金不能滿足生產(chǎn)的要求，為此我們經(jīng)過多種方案比較，后選用了具有高硬度的硬質(zhì)合金帶鋸條，經(jīng)過試驗(yàn)和實(shí)踐應(yīng)用，的確，硬質(zhì)合金帶鋸條在對(duì)高溫合金下料加工中取得了明顯的效果，滿足了生產(chǎn)進(jìn)度的要求。
硬質(zhì)合金帶鋸條的設(shè)計(jì)與選擇硬質(zhì)合金帶鋸條有不同的材質(zhì)和結(jié)構(gòu)，在實(shí)踐應(yīng)用中我們發(fā)現(xiàn)不是任何一種硬質(zhì)合金帶鋸條在對(duì)高溫合金下料加工中，都能收到良好的效果，只有在選擇合理、使用得當(dāng)?shù)那闆r下才能獲得理想的結(jié)果。為此我們對(duì)帶鋸條的結(jié)構(gòu)、齒型形式、材料和切削用量的合理選取等四方面進(jìn)行了選取和對(duì)比，其情況如下：圖 1 2/3 變齒距帶鋸條結(jié)構(gòu)簡圖１。刀具結(jié)構(gòu)硬質(zhì)合金帶鋸條，一般都采用鑲齒焊接式結(jié)構(gòu)，硬質(zhì)合金帶鋸條齒尖具有高硬度、高耐磨性，和高耐疲勞性的優(yōu)點(diǎn)，但其主要缺點(diǎn)是性脆、強(qiáng)度低、不耐沖擊。在對(duì)高溫合金下料時(shí)，刀具結(jié)構(gòu)選取除要考慮材料的特性外，其主要的選取原則還應(yīng)根據(jù)高溫合金的難加工性，考慮到被加工零件毛坯的形狀和對(duì)加工的主要要求(如切削以提高鋸切效率為主，還是以提高壽命為主)來確定帶鋸條的結(jié)構(gòu)選取是采用粗齒還是細(xì)齒，是等齒距還是變齒距。經(jīng)過試驗(yàn)應(yīng)用對(duì)比(特別是根據(jù)其最后鋸切下料數(shù)據(jù)對(duì)比結(jié)果)，我們認(rèn)為對(duì)高溫合金下料的帶鋸條，其結(jié)構(gòu)以選用粗齒和變齒距的硬質(zhì)合金帶鋸條為佳，其原因我們認(rèn)為，在對(duì)高溫合金鋸切下料時(shí)(特別是鎳基高溫合金)切屑的粘附性很強(qiáng)，切屑不易順利排出，積屑瘤的時(shí)生時(shí)滅易使刀刃崩刃、刀具后刀面磨損加劇，選用粗齒不但刀刃強(qiáng)度增加，同時(shí)也可使容屑空間增大，便于選用較大進(jìn)給速度提高切削效率；變齒距的采用則可降低切割噪音并使振動(dòng)減小，切削時(shí)也更加平穩(wěn)，這樣有利于刀具耐用度的提高。變齒距帶鋸條的結(jié)構(gòu)簡圖可見圖 1。
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