C17200铍铜(c17200铍铜密度)

摘要:主要介绍了C17200沉淀硬化铍铜合金的切削技术，并从切削特点、刀具选择、切削参数选择、切削用量选择、切削液选择、铣削和钻削等方面介绍了我们近年来对C17200的加工经验。通过一系列的技术手段和处理经验，C17200已经成功应用于石油测井领域。

C17200是一种综合性能良好的沉淀硬化铍铜基合金。固溶时效处理后，合金具有高硬度、高强度、高弹性极限和高疲劳极限。还具有很强的耐腐蚀性、导电性和无磁性，使其在低温、高温、高压、酸性的恶劣环境下具有很长的使用寿命。因此广泛应用于各种高科技领域的制造业，特别是用于我公司开发生产的石油测井仪器，使仪器能够满足井下恶劣环境的要求。

1.c17200的切削特性

(1)加工硬化。由于铍的存在，C17200在加工过程中有快速聚集硬化的现象，硬化层≥ 0.007 mm，因此在加工过程中要选择相对锋利的刀具和合理的切削深度，防止硬化层造成刀具过度磨损和加工困难。

(2)切削力大。固溶时效后，C17200的硬度和强度显著提高，达到38 ~ 44 HRC。切削过程中较大的切削力和塑性变形加剧了工件与刀具之间的摩擦，产生大量的切削热。因此，在加工过程中应使用切削液来降低切削温度。

(3)刚性差。C17200的弹性模量值为128GPa，是钢材的60%，加工时容易变形。因此，工件和工具应该被更牢固地支撑。

(4)刀具容易磨损。固溶时效后，C17200的硬度和强度明显提高，在C17200表面形成一层耐磨的氧化膜，可加剧刀具磨损。另外，C17200塑性变形大，切削温度高，切削力大，刀具易磨损。但刀具磨损与切削速度和进给量成正比，合理的切削速度和进给量可以减少刀具磨损。

2.刀具C17200的选择

刀具是保证生产的重要因素，合理的刀具可以提高加工效率和产品质量。目前大多数加工厂使用的刀具是高速钢和硬质合金，这两种刀具都具有很高的耐磨性和强度。但高速钢的耐高温性和切削精度比硬质合金弱，C17200的切削温度和切削力容易产生。因此，切削C17200时，硬质合金刀具是最佳选择。常用的硬质合金刀具有YG3、YG8、YG6、YT4和YT5等。由于YT系列硬质合金刀具与材料的亲和力强，会加剧刀具的磨损。因此，选择YG系列硬质合金刀具进行切削。我公司采用的硬质合金刀具是YG6和YG8。

3.切削C17200时刀具几何参数的选择

(1)叶片形状。切削C17200高强度高硬度材料时，为了延长刀具的使用寿命，提高刀具的抗振性，提高加工表面的质量，加工时选择圆弧刃，刀尖圆弧半径r ε = 0.1 ~ 0.8 mm。

(2)叶片面积的类型。为了增加切削刃强度，减少刀具损伤，改善散热条件，加工时选用负倒角，宽度bγ 1 = (0.3 ~ 0.8) f，角度γ O1 =-10 ~-5。

(3)刀面类型。为了合理控制切屑的流动方式，减少切削热及刀具磨损，加工时应选择滚屑槽或断屑槽，槽底圆弧半径rn = (2 ~ 7) F。

(4)前角γ O .切削C17200高强度高硬度材料时，较小的前角不仅可以增加前刀面与切屑的接触面积，还可以增加散热面积，以及切削刃强度，改善刀头的散热条件。一般前角γo值为5° ~ 10°。

(5)后角α o .在C17200的切削过程中，使用较小的后角可以增加切削刃的强度，降低崩刃的风险，但较小的后角会增加主后刀面与工件之间的摩擦力，缩短刀具的使用寿命，降低加工表面的表面粗糙度质量。一般情况下，后角α o值为6° ~ 8°。

(6)主偏角κ R和副偏角κr在进给速度和切削深度不变的情况下，较小的主副偏角可以增加主切削刃的切削长度，降低主切削刃单位面积上的切削力，改善散热条件，减少副后刀面与加工表面的摩擦，降低工件表面粗糙度。但C17200的硬度和强度相对较高，较小的主偏角使刀具承受较大的径向力，增加了崩刃的风险。在工艺系统刚性较好的情况下，主偏角κ r一般为45° ~ 75°，辅助偏角κ R为5° ~ 10°。

(7)刀具倾角λ s .由于C17200固溶时效后具有较高的强度和硬度，为了增加主切削刃的强度，增加切屑的流速，避免切屑堆积的产生和划伤加工表面，粗加工时刀具倾角为-10 ~-5°，精加工时为0°。

4.C17200切削参数的选择

①切削速度vc。切削速度的选择主要受刀具耐磨性、机床功率、材料硬度、加工效率等多种因素的限制。当机床功率一定时，应采用较低的切削速度切削C17200，这样可以延长刀具的使用寿命，降低切削温度，减少切削结块的发生。然而，过低的切削速度会大大降低加工效率。所以切割C17200时使用的切割速度一般为100 ~ 200 m/min。

(2)切削深度α p .切削深度对刀具耐磨性的影响最小。它不仅可以提高加工效率，而且可以增加切削刃的工作长度和宽度，降低切削刃单位面积的切削力，延长刀具寿命。但是，过大的切削深度将要求工艺系统的高刚性，尤其是对于高硬度和高强度的C17200切削。所以C17200的切削深度一般为0.05 ~ 3 mm。

(3)进给速度f .进给速度的选择主要受切削力、加工效率和表面粗糙度的影响。大的进给速度提高了加工效率，但是增加了切削力和表面粗糙度。较小的进给速度会降低切削力和表面粗糙度，但会降低加工效率。因此，必须选择合理的进给速度。C17200经过固溶时效后，具有较高的强度和硬度，在切削过程中产生较大的切削力，因此进给速度不能过大。小的进给速度降低了加工效率，增加了加工成本。一般切削C17200的进给速度为0.1 ~ 0.15 mm/r。

5.切割C17200时切削液的选择

切削时，切削液可以起到散热和润滑的作用，从而延长刀具寿命，提高加工效率和产品质量。C17200在切削过程中，产生大量的切削热，使切削温度升高。因此，切削液在切削C17200中的主要作用是加快切削热的扩散，降低切削温度，延长刀具的使用寿命。用可溶性油制成的乳剂散热效果明显，但其成分中含有硫元素，会造成C17200表面出现少量斑点，留下工件报废隐患。矿物油和猪油的散热效果虽然比乳化液差，但其润滑效果相对明显，减少了刀具与工件的摩擦和切削热的产生。因此，切削C17200时使用矿物油和3% ~ 7%猪油的切削液。

6.C17200的铣削

C17200具有高强度和硬度。铣削时，切削刃要锋利，抗冲击能力强。虽然高速钢铣刀和硬质合金铣刀都可以用来铣削C17200，但是硬质合金铣刀的加工精度比高速钢铣刀高，所以选择硬质合金铣刀铣削。

铣削C17200时，宜采用非对称铣削方式，既能有效减小铣刀与工件之间的摩擦力，又能稳定工件，减少刀具振动。在铣削过程中，可以使用一些切削液来延长铣刀的使用寿命，降低工件的表面粗糙度。

7.C17200的钻孔

钻孔C17200时，可以选择高速钢麻花钻钻孔。钻头的螺旋角为29°，顶角为118°，钻刃角为12°。如有必要，您可以使用专门打磨的工具尖端。由于C17200的强度和硬度较高，所以需要采用较低的切削速度，并且需要倒切削液进行冷却和润滑，有助于切屑的顺利排出，防止切屑划伤加工表面，减少钻头的磨损，延长钻头的使用寿命。同时，在钻孔过程中，要保证切削速度和进给速度恒定，防止孔底硬化，给加工带来更多困难。

8.结论

C17200作为一种综合性能良好的材料，在石油测井领域得到了广泛的应用。其高强度、高硬度等特性使其在加工过程中容易产生较大的切削力和较高的切削温度，从而加剧刀具的磨损。因此，在加工过程中应根据C17200的切削特点，选择合理的刀具、刀具几何参数、切削用量和切削液。同时，在生产中要根据实际情况安排合理的加工工艺。

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作者为北京环鼎科技有限公司张海洋，文章原载于《金属加工(冷加工)》，2016年第20期，第43-44页。金工保留所有权利！

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