光纤激光切割机加工高温合金的四大难点

     高温合金机械加工中一种比较常见的材料，它的最大特点是拥有极好的高温强度。通常在760到1500摄氏度的高温环境下，这种合金仍然能够保持可靠的强度。但这一优点也带来了一定的弊端，那就是加工起来难度很大。目前，加工行业普遍采取光纤激光切割机来对高温合金进行切割，下面，我们将来分析这种切割设备的工作原理，还有光纤激光切割高温合金的四大难点。

    光纤激光切割机的加工原理

    激光器所发出的激光为平行度很高的平行光，经过了透镜的聚焦，在焦点处会形成一个极小的光斑。这个光斑聚集了激光全部的能量，照射在工件上会产生10000摄氏度以上的局部高温，使该处的材料瞬间气化。再配合辅助切割气体将气化的金属吹走，随着数控机床的移动，达到切割材料的目的。这就是光纤激光切割机的加工原理。

    虽然激光可以产生极高的能量和温度，但是它的对手高温合金，也是一块“难啃的骨头”，这种金属硬度高、耐高温，即便是光纤激光切割机这种加工利器，有时候也难以保证加工精度。使用光纤激光切割机加工耐高温合金难点的主要表现在：

    加工硬化倾向大

    光纤激光切割机切削高温合金时，产生的热量往往会在金属表面产生一层比原材料硬度更大的硬化层。比如未经过强化处理的基体硬度约在HRC37上下，经过光纤激光切割机切割后，其表面生成的硬化层厚度约在0.03毫米左右，硬度达到了HRC47，硬化程度高达27%。这样一层硬化层对于氧化先端丝锥寿命会产生非常不利的影响，导致严重的边界磨损。

    切削力大

    高温合金本来就是一种硬度极高的金属材料，其强度比汽轮机常用合金钢材料还要高出30%以上，再加上高温生成的硬化层，情况更是雪上加霜。以镍基高温合金材料为例，即便是在600摄氏度以上的切削温度下，材料强度仍然高于普通合金钢材料。数据统计，未经过强化处理的高温合金每平方毫米切削力在4000牛顿以上，而普通合金钢仅为2500牛顿。

    材料导热性差

    光纤激光切割机切削高温合金时产生的大量切削热将由氧化先端丝锥承受，刀尖上的切削温度大约会达到800到1000摄氏度，这是一个非常恐怖的数字。在如此之高的温度下，丝锥强度会受到很大影响，再加上大切削力的作用，切削刃极易产生塑性变形、粘结和扩散磨损。

    扩散磨损和磨料磨损

    高温合金中的一个重要成员——镍基合金，其主要成份为镍和铬，另外还添加有少量其它金属元素，如钼、钽、铌、钨等。值得注意的是，钽、铌、钨等也是用来制造硬质合金或高速钢氧化先端丝锥的主要成分。因此，用这些氧化先端丝锥加工高温合金会产生扩散磨损和磨料磨损。

    即便有这些困难存在，光纤激光切割机仍然是加工高温合金最有效的工具之一，这个前提并没有改变，只是其中一些破坏完美性的技术课题，还需要人们去不断地探索和攻克。