高硅铝合金活塞车削加工
在中国，活塞常用的合金材料通常是合金，而俄罗斯等国家由于本地气候等要素，通常恳求其活塞材料是高硅铝合金。这篇文章就高硅铝合金的切削加工进行了深化的研讨。
切削加工性差的因素
硅铝合金格外是高硅铝合金能否应用于大批量出产的零件，在很大程度上取决于它的切削加工功用，它比其他铝合金的切削要困难。切削这种合金时刀具磨损非常严重，由于这种合金的基体是粗大的、一次分出的硅结晶体就像砂轮相同，以很高的显微硬度效果在刀具上，当含硅量增加到17%～18%时，刀具磨损更为严重。此外，在切削加工高硅铝合金铸件时，在刀尖上常会发作积屑瘤，其高频的生长与坠落，通常使加工表面粗糙度增大。发作上述现象的首要因素是由于高硅铝合金是一种高延性、高脆性的复合材料，脆性粒子硅分布在延性的基体铝中。
切削加工时，铝发作塑性变形，最终脆性断裂，而硅则发作脆性变形以致脆性断裂。由于铝的延展性大、融点低，易在刀具与工件接触处发作积屑瘤，随后与破碎的初晶硅一同在刀具表面上刻出划痕，加大刀具的磨损。加工高硅铝合金活塞时，刀具不只遭到高频交变冲击，工件内高硬度硅颗粒分布密度加大，且还受热传导、化学和磨粒磨损等要素影响，刀具的磨损和破损较为严重，寿数较短，严重影响了活塞的出产功率。例如：滨州渤海活塞股份有限公司（以下简称“滨州渤海活塞”）为俄罗斯某厂商加工RUS120系列活塞时，从前一条出产线一个月仅能出产12000只，比正常的出产功率低了约50%，加工功率低，难以满足出口需要，迫切需要处理加工功率疑问。
加工功用的改善方法
为了前进改善高硅铝合金的切削加工功用，首要采用以下几方面的方法：
1.进行细化处理
试验与运用证实，对高硅铝合金进行细化处理不只使初晶硅细化，而且还可使其分布均匀。用含19%的Al、1.0%的Si、0.4%的Mg及少量锰合金砂型铸件进行的车削结果表明，经细化处理使加工表面粗糙度明显降低。此外，细化初晶硅可使刀具磨损显著减轻。
2.参与合金元素
在硅铝合金中参与0.5%的Cu即可改善砂型和金属铸件的表面粗糙度。磨削试验结果表明，加工含1.0%的Cu、1.0%的Mg和1.0%的Ni的硅铝合金工件时，其表面粗糙度比加工不含这些元素材料时要低。
3.参与易切削元素
在硅铝合金中参与1%的Pb或1%的Bi可使刨削后的工件表面撕裂现象减少，切屑易于碎断。如参与2%的Cu还能作进一步改善，可使铣削后的工件表面刀痕减少，切屑曲折成圈。此外，在硅铝合金中加Sn元素可减小车削、铣削和钻孔时的切削力，并能得到出色的加工表面而不影响其机械功用。
4.热处理
热处理可改善铝合金的切削功用。硅铝合金加热时，α固溶体因强化相溶入而带来的浓度改动，其晶体结构并未改动，硅铝合金淬火后基体组织并未改动，仍坚持了硅铝合金原有的出色塑性，而且因脆性第二相溶入基体有时塑性反而进一步前进。强度则因基体合金元素浓度的增加而前进，即获得了固溶强化。由此可知，强化热处理后的硅铝合金切削加工性反而得到了前进。
志向的加工刀具
PCD是指将金刚石微粉(粒度为微米级)与少量的金属粉末(如Co等)混合后在高温(1400℃)高压下烧结而成的聚晶体。市场上作为商品供应的PCD复合片，是由0.5～0.7mm厚的聚晶金刚石层在高温、高压下使其牢固地和硬质合金衬底联系的一种超硬复合材料。它既具有了PCD的高硬度、高耐磨性，又兼有硬质合金的出色强度和耐性，因此用PCD复合片制成的刀具是运用最广泛的金刚石刀具，被很多应用于轿车、航空航天等工业领域。
跟着发动机活塞材料由低硅铝合金改为高硅铝合金，含硅量的增多令材料的加工功用降低，以往沿用的硬质合金刀具就难以担任了。PCD刀具对比适宜加工硅铝合金，格外适宜加工含硅量高的铝合金零件。PCD刀具是加工铝合金，格外是高硅铝合金最为有用的刀具材料，也是这种刀具材料运用的最为广泛的加工领域。高硅铝合金的硬度和耐磨性比其他铝合金高，切削时刀具替换地切削软的铝基和硬的硅颗粒，运用通常硬质合金刀具时很简单磨损；一同刀具也很简单发作积屑瘤，因此会使加工精度和表面粗糙度恶化。为了避免积屑瘤和加工硬化，刀刃有必要尖锐，刀面有必要润滑，PCD刀具刚好符合这些恳求。
1.加工高硅铝合金应选用高粒度的PCD刀具
切削加工铝合金材料时，硬质合金刀具的磨损寿数仅为PCD刀具的5%左右，且硬质合金刀具的粗加工切削速度只需120?m/min左右，而PCD刀具即便在粗加工高硅铝合金时其切削速度也可抵达约360m/min。加工高硅铝合金材料须选用粗颗粒PCD商标刀具，例如：重庆某公司在活塞加工俄罗斯客户的高硅商品时，运用通用的硬质合金焊接刀具，刃磨一次仅能加工20～30只活塞，刀具磨损格外严重，活塞加工表面质量也非常差，根柢无法抵达加工恳求。而改用粗粒度的默克PCD刀具后，刃磨一次加工量能抵达300多只，加工数量与加工质量比从前大大前进。
2.切削高硅铝合金时，PCD刀具应选用合理的几何参数
在加工高硅铝合金时(格外在用PCD刀具替代硬质合金刀具进行加工时)，PCD刀具的后角最比方原硬质合金刀具选用的后角略微减小，以改善PCD刀具切削刃对高硅铝合金的切削功用。PCD刀具的前角也不宜过大，由于刀具前角越大，其切削刃强度越低；PCD刀具的后角越小，切削刃的强度越高。在确保刀具为正切削角的前提下，应尽或许前进切削刃强度。
结语
高硅铝合金因具有较高的高温强度、出色的热稳定性和较高的耐磨性，广泛应用在高功用的内燃机活塞上，要改善其切削功用，应对其进行有关的细化、化学处理和热处理。PCD刀具是切削高硅铝合金的志向刀具材料，且应挑选高粒度商标的PCD刀具，并选用合理的刀具几何参数，才华抵达出色的切削效果。