D406A高速鋼D406A化學(xué)成分D406A工藝性能

為了提高打擊范圍及突防能力，要求火箭發(fā)動機提供較大的射程及速度。因此，需要發(fā)動機殼體材料具有很高的強度，以保證發(fā)動機重量輕、耐高壓。D406A超高強度鋼,以其較好的綜合性能,已逐步取代406、406A、D6AC等超高強度鋼，成為固體火箭發(fā)動機殼體的主導(dǎo)材料。經(jīng)熱處理強化后的 D406A 鋼，硬度高達48HRC~52HRC，抗拉強度大于1620MPa，切削加工較困難，尤其是銑削、鉆孔及攻絲。因此，開展其切削加工工藝研究，對于提高D406A超高強度鋼發(fā)動機殼體的加工效率及加工質(zhì)量具有重要的意義。

D406A鋼切削性能分析

D406A鋼切削加工的難度主要由材料本身的性能所決定，材料的性能又由其化學(xué)成分、金相組織所決定。現(xiàn)將幾個主要因素進行分析。D406A鋼的化學(xué)成分見表1。

D406A鋼全稱30Si2MnCrMoVE，化學(xué)成分是決定材料可切削性的最主要因素，材料中各主要元素對材料的切削性能有如下影響:

a．碳碳是D406A鋼中的熱處理強化元素，通過淬火和低溫回火獲得回火馬氏體組織。碳元素含量的多少，對材料的切削性能起著重要的作用。當含碳量在0.45%左右時，材料的強度、硬度升高，塑性、韌性下降，切削時粘結(jié)現(xiàn)象減少，但刀具機械磨損加快。

b.硅、錳硅在 D406A鋼中起保證回火穩(wěn)定性作用，錳起保證淬透性作用。硅溶解于鐵素體內(nèi)，提高了材料的硬度和強度，并使其導(dǎo)熱性變差。當硅形成硬質(zhì)點SiO2時，使鋼的可切削性變差，刀具發(fā)生磨料磨損，切削溫度隨之增加。

c.鉬、鉻、釩鉬在D406A 鋼中起抑制回火脆性的作用，釩起細化晶粒的作用。鉬、鉻、釩都使鋼的機械性能提高，切削加工性能下降。特別是合金元素與鋼中的碳形成穩(wěn)定的碳化物時，其切削性能明顯變壞，如Vc、CrC的硬度很高，達到維氏硬度2094 度，在切削加工中，加快刀具磨損，降低刀具壽命。

物理性能材料的物理性能對切削加工的影響很大，是材料難加工的直接和決定因素。下面對幾個主要指標進行分析。

硬度和強度硬度和強度是金屬材料的兩項主要指標。材料的強度、硬度越高，切削力就越大，消耗的功就越大，切削溫度就越高，刀具磨損就越快。隆繼經(jīng)熱處理強化后的D406A 鋼，硬度高達48HRC~52HRC，抗拉強度大于1620MPa，最高可達到1760MPa，刀具磨損特別明顯。

工件材料的導(dǎo)熱性越好，則切屑帶走的熱量越多，切削溫度就低，刀具由于熱作用而產(chǎn)生的磨損就越小，刀具的耐用度就越高。經(jīng)熱處理強化后的D406A 鋼的導(dǎo)熱系數(shù)為0.021卡/厘米.秒.度，只有45號鋼的五分之一左右，導(dǎo)熱性較差。切削加工時，單位切削力大，切削溫度高，切削熱集中于刀尖上，刀具磨損較快。

刀具材料的選擇

加工經(jīng)熱處理強化后的D406A鋼，刀具材料的選擇很重要，要求刀具材料具有很高的抗彎強度、沖擊韌性、紅.硬性和耐磨性。按洛氏硬度計算，一般刀具材料的硬度應(yīng)高于工件材料硬度20度以上才能正常切削。因此，加工經(jīng)熱處理強化后的D406A鋼，刀具材料的硬度應(yīng)大于68HRC。切削D406A 鋼常用刀具材料性能對照見表2。

a.．進行D406A鋼的切削必須選用合適的刀具材料;

b.選用合適的刀具幾何角度、切削參數(shù)，可以較好地進行D406A鋼的切削;

c.選用合適的切削液可以有效地改善D406A鋼的切削性能。