一种获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺
技术领域
本发明涉及钢铁材料机械加工领域的铣削加工工艺,尤其涉及一种获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺。
背景技术
高效、清洁、低碳已经成为世界能源发展的主流方向,非化石能源和天然气在能源结构中的比重越来越大,尤其是资源丰富的天然气使用量逐年增加,因此,世界各地在大量地制造运输与贮存液化天然气(LNG)的容器。作为洁净能源,液化天然气(LNG)是当今世界能源消耗中的重要组成部分,它与煤炭、石油并称为世界能源的三大支柱。近年来,随着全球范围内LNG消耗量的持续增长,世界范围内对建造LNG设施的需求在不断增加,这些设施包括开采、运输、加工、存储、接收终端及气化站等。LNG储罐是接收站的主体设备,用以接纳和储存LNG,为了降低成本,LNG储罐的存储量不断增大,有些大规模的接收站,需要建立十几个乃至几十个LNG储罐。
9%Ni钢以其强度高、低温韧性优良等优势,被广泛应用于LNG储罐设备中,但9%Ni钢加工过程中容易出现粘刀现象,并且过长的断屑容易划伤加工面和损伤刀具,降低刀具使用寿命。
发明内容
本发明的目的是提供一种获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺,其切削表面具有优良的精度和表面粗糙度。
为了实现以上发明目的,本发明提出一种获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺,包括以下步骤:
㈠加工母材:加工母材的成分及重量百分比为C:0.01-0.10%,Mn:0.30-0.80%,Si:0.15-0.35%,S:≤0.004%,P:≤0.008%,Ni:8.50-10.00%,Mo:0.01-0.10%,V:0.001-0.01%;所述加工母材的屈服强度ReH≥585MPa,抗拉强度680-820MPa,延伸率≥18%,-196℃冲击功≥80J;
㈡选择刀具:铣削加工刀具为硬质合金刀片;
㈢铣削加工:将工件固定在加工工作台上,设置铣削加工为顺向铣削,加工时不采用切削液,从工件的一端铣削至另一端,切削速度80-150m/min,每齿进给0.1-0.15mm/z,金属去除率≤17.2cm3/min;
㈣对铣削表面质量进行检测;表面粗糙度:1.34<Ra<2.41,表面尺寸误差:±0.05,断屑长度:2-3mm。
本发明采用合适的加工母材、铣削加工刀具和铣削加工工艺,能够保证加工获得良好的表面精度与表面粗糙度,并且不损伤刀具,加工表面具有良好的使用性能。
加工表面的精度与表面粗糙度是由加工刀具,加工工艺等条件决定的,不同的加工工艺会导致铣削断屑长度不同,从而得到不同的表面精度和表面粗糙度。切削速度和每齿进给是影响铣削断屑长短的关键。在较大切削速度、较小进给条件下,断屑会在离心力作用下折断,可保证得到良好的表面精度和表面粗糙度。
切削速度要适中,速度过大时,容易引起刀具振动,导致表面精度和表面粗糙度下降,同时使刀具的使用寿命降低。切削速度过小时,切削效率低,断屑长,产生积屑瘤,划伤加工表面,且损伤刀具。
本发明实施前,铣削断屑长度为8-15mm,发明实施后,9%Ni钢铣削断屑长度为:2-3mm。
本发明进一步限定的技术方案是:
前述的获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺,包括以下步骤:
㈠加工母材:加工母材的成分及重量百分比为:C:0.10%,Mn:0.30%,Si:0.15%,S:0.004%,P:0.008%,Ni:8.50%,Mo:0.10%,V:0.01%;所述加工母材的屈服强度ReH:585MPa,抗拉强度:680MPa,延伸率:18%,-196℃冲击功:80J;
㈡选择刀具:铣削加工刀具为硬质合金刀片;
㈢铣削加工:将工件固定在加工工作台上,设置铣削加工为顺向铣削,加工时不采用切削液,从工件的一端铣削至另一端,切削速度80m/min,每齿进给0.1mm/z,金属去除率:17.2cm3/min;
㈣对铣削表面质量进行检测;表面粗糙度:1.34,表面尺寸误差:±0.05,断屑长度:2mm。
前述的获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺,包括以下步骤:
㈠加工母材:加工母材的成分及重量百分比为C:0.08%,Mn:0.50%,Si:0.25%,S:0.003%,P:0.006%,Ni:9.0%,Mo:0.08%,V:0.008%;所述加工母材的屈服强度ReH:650MPa,抗拉强度750MPa,延伸率:20%,-196℃冲击功:100J;
㈡选择刀具:铣削加工刀具为硬质合金刀片;
㈢铣削加工:将工件固定在加工工作台上,设置铣削加工为顺向铣削,加工时不采用切削液,从工件的一端铣削至另一端,切削速度120m/min,每齿进给0.12mm/z,金属去除率:16.5cm3/min;
㈣对铣削表面质量进行检测;表面粗糙度:2.0,表面尺寸误差:±0.05,断屑长度:2.5mm。
前述的获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺,包括以下步骤:
㈠加工母材:加工母材的成分及重量百分比为C:0.06%,Mn:0.80%,Si:0.35%,S:0.002%,P:0.004%,Ni:10.00%,Mo:0.06%,V:0.006%;所述加工母材的屈服强度ReH:700MPa,抗拉强度820MPa,延伸率25%,-196℃冲击功:120J;
㈡选择刀具:铣削加工刀具为硬质合金刀片;
㈢铣削加工:将工件固定在加工工作台上,设置铣削加工为顺向铣削,加工时不采用切削液,从工件的一端铣削至另一端,切削速度150m/min,每齿进给0.15mm/z,金属去除率:15.5cm3/min;
㈣对铣削表面质量进行检测;表面粗糙度:2.41,表面尺寸误差:±0.05,断屑长度:3mm。
前述的获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺,其中铣削加工刀具为山特维克345R-1305M-PL 1030硬质合金刀片。
本发明的有益效果是:本发明采用合适的加工母材和硬质合金加工刀具,同时铣削加工的切削速度80-150m/min,每齿进给0.1-0.15mm/z,金属去除率≤17.2cm3/min,能够保证铣削加工断屑长度短,并且不易出现粘刀现象,不损伤刀具,同时获得良好的表面精度与表面粗糙度,具有良好的使用性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的详细描述,但该实施例不应理解为对本发明的限制。
实施例1:
本实施例中获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺,包括如下步骤:
㈠加工母材:加工母材的成分及重量百分比为:C:0.10%,Mn:0.30%,Si:0.15%,S:0.004%,P:0.008%,Ni:8.50%,Mo:0.10%,V:0.01%;所述加工母材的屈服强度ReH:585MPa,抗拉强度:680MPa,延伸率:18%,-196℃冲击功:80J;
㈡选择刀具:铣削加工刀具为硬质合金刀片,铣削加工刀具为山特维克345R-1305M-PL 1030硬质合金刀片;
㈢铣削加工:将工件固定在加工工作台上,设置铣削加工为顺向铣削,加工时不采用切削液,从工件的一端铣削至另一端,切削速度80m/min,每齿进给0.1mm/z,金属去除率:17.2cm3/min;
㈣对铣削表面质量进行检测;表面粗糙度:1.34,表面尺寸误差:±0.05,断屑长度:2mm。
本实施例加工工艺改进前后表面质量如表1所示:
表1 工艺改进前后表面质量
实施例 |
改进前 |
改进后 |
表面粗糙度 |
Ra>2.5 |
1.34 |
表面尺寸误差 |
±0.2 |
±0.05 |
断屑长度 |
8-15mm |
2mm |
实施例2:
本实施例中获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺,包括如下步骤:
㈠加工母材:加工母材的成分及重量百分比为C:0.08%,Mn:0.50%,Si:0.25%,S:0.003%,P:0.006%,Ni:9.0%,Mo:0.08%,V:0.008%;所述加工母材的屈服强度ReH:650MPa,抗拉强度750MPa,延伸率:20%,-196℃冲击功:100J;
㈡选择刀具:铣削加工刀具为硬质合金刀片,铣削加工刀具为山特维克345R-1305M-PL 1030硬质合金刀片;
㈢铣削加工:将工件固定在加工工作台上,设置铣削加工为顺向铣削,加工时不采用切削液,从工件的一端铣削至另一端,切削速度120m/min,每齿进给0.12mm/z,金属去除率:16.5cm3/min;
㈣对铣削表面质量进行检测;表面粗糙度:2.0,表面尺寸误差:±0.05,断屑长度:2.5mm。本实施例加工工艺改进前后表面质量如表2所示
表2 工艺改进前后表面质量:
实施例 |
改进前 |
改进后 |
表面粗糙度 |
Ra>2.5 |
2.0 |
表面尺寸误差 |
±0.2 |
±0.05 |
断屑长度 |
8-15mm |
2.5mm |
实施例3:
本实施例中获得9%Ni钢优质铣削表面的加工工艺,包括如下步骤:
㈠加工母材:加工母材的成分及重量百分比为C:0.06%,Mn:0.80%,Si:0.35%,S:0.002%,P:0.004%,Ni:10.00%,Mo:0.06%,V:0.006%;所述加工母材的屈服强度ReH:700MPa,抗拉强度820MPa,延伸率25%,-196℃冲击功:120J;
㈡选择刀具:铣削加工刀具为硬质合金刀片,铣削加工刀具为山特维克345R-1305M-PL 1030硬质合金刀片;
㈢铣削加工:将工件固定在加工工作台上,设置铣削加工为顺向铣削,加工时不采用切削液,从工件的一端铣削至另一端,切削速度150m/min,每齿进给0.15mm/z,金属去除率:15.5cm3/min;
㈣对铣削表面质量进行检测;表面粗糙度:2.41,表面尺寸误差:±0.05,断屑长度:3mm。
本实施例加工工艺改进前后表面质量如表3所示:
表3 工艺改进前后表面质量
实施例 |
改进前 |
改进后 |
表面粗糙度 |
Ra>2.5 |
2.41 |
表面尺寸误差 |
±0.2 |
±0.05 |
断屑长度 |
8-15mm |
3mm |
除上述实施例外,本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案,均落在本发明要求的保护范围。