难加工结构与难加工材料

难加工材料的主要种类及应用领域难加工材料是指具有较高硬度、强度和耐磨性的材料，其加工性和可塑性较差。

这些材料通常需要使用特殊的加工工艺和设备来进行加工和形成。

主要的难加工材料包括高速钢、高铬铸铁、硬质合金、陶瓷材料、航空铝合金和钛合金等。

以下将对每种材料的性质和应用领域进行详细介绍。

高速钢：高速钢是一种含有大量合金元素（如钨、钼、钴等）的高温刚性材料。

其具有耐高温、耐磨和耐热腐蚀的特点，硬度较高，加工性较差。

高速钢广泛应用于切削工具、模具零件和刀具等领域，如数控机床刀具、高硬度切削刀具等。

高铬铸铁：高铬铸铁是一种具有较高强度和硬度的铸造材料。

其含有较高的铬含量，能够增加材料的耐磨性和耐蚀性。

高铬铸铁被广泛应用于矿山机械、冶金工程、水处理设备和石化设备等领域，如磨矿机、破碎机、球磨机等。

硬质合金：硬质合金是一种由硬质颗粒（如碳化钨、碳化钼等）和金属结合剂（如钴或镍）组成的复合材料。

硬质合金具有较高的硬度和耐磨性，广泛应用于切削和研磨工具、矿山工具、粉末冶金等领域，如车削刀片、铣削刀片、刨刀等。

陶瓷材料：陶瓷材料是由金属元素和非金属元素形成的非金属材料。

其具有较高的硬度、耐磨性和耐腐蚀性。

陶瓷材料广泛应用于高温炉具、电子器件、医疗器械和化学工业等领域，如陶瓷刀具、瓷砖、陶瓷零件等。

航空铝合金：航空铝合金是一种具有良好强度和轻质的金属材料。

其具有较高的硬度和耐磨性，加工难度较大。

航空铝合金广泛应用于航空航天工业和汽车工业的结构部件，如飞机主机壳、发动机部件、汽车车身等。

钛合金：钛合金是一种具有较高强度和轻质的金属材料。

其具有较高的硬度、耐腐蚀性和耐高温性，加工性较差。

钛合金被广泛应用于航空航天工业、化工设备和医疗器械等领域，如航空发动机零部件、化工反应容器、人工关节等。

综上所述，难加工材料主要包括高速钢、高铬铸铁、硬质合金、陶瓷材料、航空铝合金和钛合金等。

这些材料具有较高的硬度、强度和耐磨性，但加工性较差。

增材制造技术在机械加工行业的应用增材制造技术（Additive Manufacturing，AM）是一种通过逐层堆叠材料的方式制造零件和构件的先进制造技术。

随着技术的不断发展和成熟，增材制造技术在机械加工行业的应用也逐渐增多。

本文将探讨增材制造技术在机械加工行业的应用现状和发展趋势。

增材制造技术是一种革命性的制造方法，它打破了传统制造技术对于材料和工艺的限制，可以实现复杂几何形状的零件制造。

相对于传统的机械加工技术，增材制造技术具有以下优势：1. 设计自由度高：增材制造技术可以实现复杂形状的零件制造，因此设计师可以更加灵活地设计零件的结构和形态，从而实现更高的性能和功能。

2. 节约材料：传统的机械加工技术通常需要从原材料中削减出零件的形状，这样会产生大量的废料。

而增材制造技术可以精确地控制材料的使用，减少废料的产生，从而节约材料。

3. 灵活性强：增材制造技术可以灵活地调整生产过程，适应不同的生产需求。

可以根据需求随时修改设计，并实现快速制造。

4. 生产效率高：增材制造技术可以实现快速的零件制造，缩短生产周期，提高生产效率。

基于以上优势，增材制造技术在机械加工行业的应用受到了越来越多的关注。

在机械制造领域，增材制造技术主要应用于以下几个方面：1. 快速成型技术：增材制造技术可以实现复杂形状零件的快速成型，可以应用于制造模具、样件、小批量定制产品等。

通过增材制造技术，制造商可以更加快速地响应市场需求，缩短产品的开发周期。

2. 复杂结构零件制造：传统加工方法难以加工的复杂结构零件，通过增材制造技术可以轻松实现，例如镂空结构、内部通道等。

3. 零部件修复和再制造：利用增材制造技术可以对受损的零部件进行修复或再制造，延长零部件的使用寿命，减少资源浪费。

4. 定制化生产：增材制造技术可以根据客户需求实现零部件的个性化定制，满足不同客户的特定需求。

目前，增材制造技术在机械加工行业的应用已经取得了一定的进展，但仍存在一些挑战和问题：1. 材料性能和质量控制：增材制造技术需要特定的金属或塑料材料作为原材料，要求原材料具有一定的性能和质量。

特种加工的概念特种加工是指使用特殊的加工方法和工艺，对特殊材料进行加工处理的一种加工方式。

特种加工一般需要根据具体材料的性质和要求，采用特殊的加工设备和工作流程，以达到特定的加工效果和要求。

特种加工广泛应用于工业生产中，例如制造航空航天器件、核工程设备、精密仪器仪表等。

对于这些特殊材料和零部件，传统的加工方法和技术已经不能满足其加工要求，因此需要采用特种加工方法进行加工处理。

特种加工具有以下几个特点：1. 高精度加工：特种加工常涉及到高精度的加工要求，通过特殊的加工设备和工艺，可以实现对材料的微观结构和尺寸的精确控制。

例如，采用激光加工技术可以实现微米级的加工精度，满足高精度零部件的加工要求。

2. 难加工材料的加工：有些材料具有较高的硬度、脆性或热导性等特殊性质，传统的加工方法难以对其进行有效加工。

特种加工可以克服这些困难，通过特殊的工艺和设备，对难加工材料进行切削、热处理、电火花等加工方式，以实现对其精密加工。

3. 特种材料的加工：特种加工主要应用于特种材料的加工，例如高温合金、超硬材料、复合材料等。

这些特种材料具有很高的性能，但同时也具有较高的困难度和成本。

特种加工可以通过特殊的加工方法和设备，充分发挥特种材料的性能，实现其高效加工和利用。

4. 创新加工技术的应用：特种加工是工业技术创新的重要方向之一，通过引入创新的加工技术和设备，可以提高加工效率和加工质量。

例如，激光切割、电子束熔化、激光焊接等特种加工技术的应用，使得加工过程更加灵活、高效和精确。

5. 环保节能加工：特种加工在加工过程中注重节能减排和环保问题。

传统加工方法常常伴随着大量的废料和有害气体的排放，对环境造成较大的污染。

而特种加工通过改进加工工艺和设备，实现精准加工，减少废料产生，降低能源消耗和环境污染。

总之，特种加工是一种对特殊材料进行精密、高效、环保加工的技术和方法。

它不仅可以满足各种特殊材料的加工需求，而且对工业技术创新和工业发展起到重要推动作用。

钛合金难加工原因钛合金热传导率低、加工硬化严重、与刀具的亲和性高、塑性变形小等4个特点是造成钛合金难以加工的本质原因。

其被切削指数只相当于易削钢的20%。

热传导率低钛合金热传导率大约只有45#钢的16%左右，加工中热量不能及时传导出去，造成切刃局部高温（加工中的刀尖温度是45#钢的1倍以上），容易引发刀具扩散磨损。

加工硬化严重钛合金加工硬化现象明显，表面硬化层相比不锈钢要严重，会给后续加工造成一定的困难，比如，刀具边界损伤增大。

与刀具的亲和性高与含钛的硬质合金粘结严重。

塑性变形小约为45钢的弹性模量的1/2，故弹性恢复大，摩擦严重。

同时，工件也容易发生装夹变形。

加工钛合金的工艺诀窍在理解钛合金加工机理的基础上，加上以往的经验，加工钛合金的主要工艺诀窍如下：（1）采用正角型几何形状的刀片，以减少切削力、切削热和工件的变形。

（2）保持恒定的进给以避免工件的硬化，在切削过程中刀具要始终处于进给状态，铣削时径向吃刀量ae应为半径的30%。

（3）采用高压大流量切削液，以保证加工过程的热稳定性，防止因温度过高导致工件表面变性和刀具损坏。

（4）保持刀片刃口锋利，钝的刀具是热集结和磨损的原因，容易导致刀具失效。

（5）尽可能在钛合金最软的状态加工，因为淬硬后材料变得更难加工，热处理提高了材料的强度并增加刀片的磨损。

（6）使用大的刀尖圆弧半径或倒角切入，尽可能把更多的刀刃进入切削。

这可以减少每一点的切削力和热量，防止局部破损。

在铣削钛合金时，各切削参数中切削速度对刀具寿命的影响最大，径向吃刀量（铣削深度）次之。

从刀片入手解决钛加工难题钛合金加工时出现的刀片沟槽磨损是后面和前面在沿切削深度方向上的局部磨损，它往往是由于前期加工留下的硬化层所造成的。

刀具与工件材料在加工温度超过800℃的化学反应和扩散，也是形成沟槽磨损的原因之一。

因为在加工过程中，工件的钛分子在刀片的前面积聚，在高压高温下“焊接”到刀刃上，形成积屑瘤。

难加工材料材料加工是指对原料进行加工改造，使其达到设计要求的一系列工艺。

在材料加工中，有些材料由于其特殊的性质，使得加工变得困难，需要采取一些特殊的加工方法。

下面就为大家介绍几种难加工材料及其加工方法。

首先，难加工材料之一是高温合金。

高温合金由于其高熔点和高硬度，使得加工变得困难。

在加工高温合金时，常用的加工方法包括电火花加工、激光加工和超音波加工等。

电火花加工是利用电火花放电腐蚀工件表面，使其形成所需轮廓的一种加工方法。

激光加工则是利用激光束将工件表面的材料熔融并挥发，从而获得所需形状。

超音波加工是利用超音波振动工具切割工件表面的一种加工方法。

其次，还有难加工材料是复合材料。

复合材料由于其由不同性质的材料组合而成，使得加工变得困难。

在加工复合材料时，常用的加工方法包括研磨加工、射出成型和压制成型等。

研磨加工是利用砂轮或研磨片对工件表面进行切削磨削的一种加工方法。

射出成型是将熔融的复合材料通过射出机加热喷射到模具中，并经冷却固化得到所需形状。

压制成型则是利用压力将熔融的复合材料填充到模具中，经冷却固化得到所需形状。

最后，还有难加工材料是硬质合金。

硬质合金由于其高硬度和脆性，使得加工变得困难。

在加工硬质合金时，常用的加工方法包括电火花加工、磨削加工和激光加工等。

电火花加工能够在硬质合金表面形成一层陶瓷膜，从而减小工件和工具的接触面积，降低切削力，从而使得加工更容易进行。

磨削加工则是利用砂轮或研磨片对硬质合金表面进行切削磨削的一种加工方法。

激光加工则是利用激光束将硬质合金表面的材料熔融并挥发，从而实现加工目的。

综上所述，对于难加工材料，我们需要结合其特殊性质采取相应的加工方法。

这些方法中包括电火花加工、激光加工、超音波加工、研磨加工、射出成型和压制成型等。

这些方法能够较好地克服难加工材料的特点，实现高质量、高效率的加工过程。

摘要：阐述了难加工材料的特点，重点介绍了对难加工材料进行车削加工时应采取的措施，列举了几种不同材料车削时应选取的参数。

引言在压缩机的生产过程中，经常会接触到一些难加工的材料，如制造压缩机叶轮的材料有一种含有Cr、Ni、Mo等合金元素的高强度结构钢，这种钢材一经调质处理达到一定的硬度时，很难车削。

钦合金叶轮因为钦合金元素的存在给车削带来诸多麻烦，大型硬齿面齿轮，渗碳淬火的过程会造成一些需要加工的表面过硬而难以车削加工;还有一些运输机械常用紫铜等纯金属制造的套类零件也给车削带来相当大的麻烦。

为了解决这些难加工材料的车削加工问题，需要对难加工材料的特性有足够的了解，然后采取有针对性的措施才能予以解决。

1 难加工材料的加工特点1.何谓难加工材料所谓难加工材料，主要是指切削加工性能差的材料。

金属材料切削加工性的好坏，主要是从切削时的刀具耐用度、已加工表面的质量及切屑形成和排除的难易程度3个方面来衡量。

只要上述这3个方面有一项明显的差，就可认为是难加工材料。

常见的难加工材料有高强度钢、不锈钢、高温合金、钦合金、高锰钢和纯金属(如紫铜)等。

2.难加工材料的切削特点a.车削温度：在切削难加工材料时，切削温度一般都比较高，主要原因有以下两方面。

i.导热系数低：难加工材料的导热系数一般都比较低(纯金属紫铜等除外)，在切削时切削热不易传散，而且易集中在刀尖处。

ii.热强度高：如镍基合金等高温合金在500一800℃时抗拉强度达到最高值。

因此在车削这类合金时，车刀的车削速度不宜过高，一般不宜超过10m/min，否则刀具切人工件的切削阻力将会增大。

b.切削变形系数和加工硬化：难加工材料中的高温合金和不锈钢等，这些材料的变形系数都比较大。

在较小的切削速度开始，变形系数就随着车削速度的增大而增大，在切削速度大约达到6m/min的情况下，切屑的变形系数将达到最大值。

由于车削过程中形成切屑时的塑性变形，金属产生硬化和强化，使切削阻力增大，刀具磨损加快，甚至产生崩刃。

金属结构工程加工制作特点和难点分析及
解决措施
引言
金属结构工程加工制作是一项重要的工程活动，它在建筑、制造和其他领域中扮演着关键的角色。

然而，由于金属材料的特性和制作过程的复杂性，金属结构工程加工制作常常面临一些特点和难点。

本文将对这些特点和难点进行分析，并提出相应的解决措施。

特点分析
1. 材料特性：金属材料具有高强度、耐腐蚀和良好的导电性等特点，但也存在着容易变形、容易受热膨胀和收缩等特点。

2. 制作过程复杂：金属结构加工需要进行多个步骤，如切割、焊接、折弯等，且这些步骤需要准确无误地执行。

3. 尺寸精度要求高：金属结构工程加工制作往往需要满足精确的尺寸要求，以确保结构的稳定性和安全性。

难点分析
1. 设计与加工不匹配：由于设计和加工环节之间的信息传递不畅，导致可能出现设计与加工之间不匹配的情况，进而影响结构质量。

2. 制作工艺选择困难：由于金属结构的复杂性，选择合适的制
作工艺往往是一个困难的决策。

3. 操作技术要求高：金属结构加工需要熟练的操作技术和经验，对操作人员的要求较高。

解决措施
1. 加强设计与制作间的沟通与协作，确保设计和加工之间的一
致性。

2. 提高技术人员的专业水平，加强对制作工艺的研究和掌握，
以选择最佳的制作工艺。

3. 建立标准化的操作规程，培训操作人员，提高其技术水平与
操作能力。

结论
金属结构工程加工制作具有一些特点和难点，但通过合理的分
析和解决措施，这些问题是可以克服的。

加强沟通协作、提高技术
水平和标准化操作是提高金属结构工程加工制作质量的关键因素。

加工高温合金、不锈钢材料时，刀具切削用量的选用一、高温合金的切削特点1.性能特征高温合金是一种多组元、激活能很高的高熔点，金属元素含量很多的复杂合金化材料。

有极好的热稳定性及热强性。

热稳定是高温下抗氧化、抗腐蚀的能力。

热强性是指高温下抵抗塑性变形和断裂的能力。

如以45号钢的切削加工性为100%，则高温合金的相对切削加工性为5%—20%。

可以说高温合金是各种各种难加工材料中最难切削的材料。

2.切削特点⑴切削力大：由于高温合金出众的高熔点、激活能大的组元，原子结合十分稳定。

切削时要使其原子脱离平衡位置，所需的能量很大，变形抗力大大上升。

合金中沉淀的硬化相对会增大塑性变形抗力，而塑性变形抗力使晶格严重扭曲，硬度大大提高，使变形抗力加大。

所以切削高温合金时，切削力比一般钢大2-3倍。

⑵切削温度高：由于切削时巨大的塑性变形，刀具与工件，切屑之间存在着强烈的摩擦，产生大量的切削热。

高温合金的导热系数很低，致使变形区的切削热高度集中于极小的切削区域内，使刀具切削刃及刀尖处的温度非常高。

在高温下会加剧刀具的扩散磨损和氧化磨损。

⑶加工硬化现象严重：高温中，高温合金的强化系数大，并且在切削过程中，合金中的强化相从固液中分解出来，弥散分布，使强化能力增加，加大了硬化程度。

切削高温合金时，已加工表面硬度要比基体硬度高的多约50%—100%。

⑷刀具易磨损：由于高温合金中的各种强化相和加工硬化现象，在切削过程中给刀具造成了巨大的摩擦，发生磨料磨损。

在高温高压条件下，刀具材料与被加工材料之间的亲和作用而造成粘附，使切屑与刀具之间出现粘结现象，造成粘结磨损。

在切削高温合金时，刀具除出现一般的正常磨损外，还会出现边界磨损及沟纹磨损。

主要原因是加工过程中高温合金的加工硬化所造成。

3.刀具的选用根据前面的了解，高温合金的切削加工性的确很差，导致刀具的耐用度低。

因此，应当寻求各种提高刀具的耐用度的措施。

⑴从刀具材料的选择着手：切削高温合金的刀具，要具备有高温硬度，高的耐磨性，强度和冲击韧性，良好的导热性，抗粘性及抗氧化性。