本发明涉及机械加工技术领域，尤其涉及一种微波等离子体矩管用40crnimo合金的车削加工工艺。
背景技术
微波等离子体炬管是一种使用微波管来激发产生等离子体火炬的装置。一种典型的微波等离子体炬管包括一只产生微波能的磁控管(或者行波管、速调管等其它真空微波器件)、一套传送微波能的波导传输系统和一套将微波能加到工作气体上的以便产生等离子火炬的激发装置。在该等离子体激发装置内，工作气体接收微波能后开始分解。一部分工作气体转变成等离子体即原子、原子团、离子和电子共存混合物，这些混合物以火炬的形式表现出来。
微波等离子炬管的等离子体反应釜要求高强度、高温、高压、耐腐蚀、耐离子冲击等特性。在长期的实践过程中，我们采用低合金中碳马氏体强化型超高强度钢来制作等离子炬管的等离子体反应釜，成本较低，取得了良好的效果。
低合金中碳马氏体强化型超高强度钢(mart)是在低合金调质钢的基础上发展起来的，合金元素总量一般不超过6％。主要牌号包括传统的镍铬钼调质钢4340(40crnimo)，碳含量0.45％的镍铬钼钒钢d6ac(45crnimov)，碳含量0.30％的铬锰硅镍钢(30crmnsini2a)，在4340钢基础上通过加入硅(1.6％)和钒(0.1％)而研制成的300m钢(43crnisimov)以及不含镍的硅锰钼钒或硅锰铬钼钒等。
40crnimo(镍铬钼调质钢4340)是一种高强度钢，具有可达1000mpa以上的强度和大于hrc35的硬度，其冲击韧性也高于45钢。切削时40crnimo的切削力将比45钢高出50％～100％，且切削温度高，断屑也困难，因此它的相对切削加上性只有0.5以下，是一种难切削材料。
本发明公开了一种经过长期实践总结出来的一种微波等离子炬体管用40crnimo高强度钢的车削工艺，应用该工艺，加工质量和效率均得到大幅度的提升，所制作的产品在多个等离子体炬管中获得应用，至今未发现因40crnimo材料腐蚀而导致的失效问题。
技术实现要素：
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种微波等离子体矩管用40crnimo合金的车削加工工艺，通过对车刀材料、车刀参数、切削用量及切削液的优化选择，从而改善该材料车削加工中存在的合格率低、加工成本高、效率低等缺点。
本发明提出的一种微波等离子体矩管用40crnimo合金的车削加工工艺，包括：
(1)车削加工时车刀材料的选择：粗车时选择高抗弯强度的硬质合金；精车和半精车选择yb或cn涂层刀片；
(2)车削加工时车刀参数的选择：前角γ0＝4～8°，后角α0＝6～10°，主偏角kr＝45～70°，副偏角k'r＝8～15°，刃倾角λs＝-12～0°，刀尖圆弧半径为r＝0.5～1.5mm，刀头磨成锥形槽或弧形槽或腰鼓形槽形状；
(3)车削加工时切削用量的选择：切削速度vc＝10～50m/min；
(4)车削加工时切削液的选择：粗车时用乳化液，精车时用机械油。
优选地，(1)中，高抗弯强度的硬质合金为yt类硬质合金、yw类硬质合金、ys8硬质合金、yc45硬质合金、ys25硬质合金中的任意一种。
优选地，(1)中，涂层刀片为yb21、cn15、cn25中的任意一种。
优选地，(2)中，乳化剂为含硫或/和氯极压添加剂的乳化剂。
优选地，(2)中，机械油为含硫或/和氯极压添加剂的机械油。
本发明还提出了一种利用上述车削加工工艺将40crnimo合金加工得到的微波等离子体矩管。
有益效果：本发明提出了一种微波等离子体矩管用40crnimo合金的车削加工工艺，通过对车刀材料、车刀参数、切削用量及切削液的优化选择来规定40crnimo合金的车削工艺，从而使得40crnimo合金的车削加工质量和效率均得到大幅度的提升，在实际操作中，合格率高，且加工成本低、效率高，经长期统计，车削加工合格率在95％以上。
具体实施方式
下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。
实施例
本发明提出的一种微波等离子体矩管用40crnimo合金的车削加工工艺，包括：
(1)车削加工时车刀材料的选择：
粗车时选择高抗弯强度的硬质合金，如yt类硬质合金、yw类硬质合金、ys8硬质合金、yc45硬质合金、ys25硬质合金；精车和半精车选择yb或cn涂层刀片，如yb21、cn15、cn25等涂层刀片。
(2)车削加工时车刀参数的选择：
车削40crnimo时，必须采取措施加强刀尖和刀刃的强度，以保持刀具有一个耐用度，故要适当减小前角，增大负倒棱和刀尖圆弧半径。因此，车刀参数选择如下：前角γ0＝4～8°，后角α0＝6～10°，主偏角kr＝45～70°，副偏角k'r＝8～15°，刃倾角λs＝-12～0°，刀尖圆弧半径为r＝0.5～1.5mm，刀头磨成锥形槽或弧形槽或腰鼓形槽形状。
由于40crnimo高强度钢的抗拉强度较高，在车削中很不容易断屑，给车削的顺利进行带来很大困难，必须予以重视。可将刀头磨成锥形槽、弧形槽和腰鼓形槽等形状，并在适当的切削用量配合下，使切屑卷曲或折断。
(3)车削加工时切削用量的选择：
车削40crnimo时切削速度只有车削普通碳钢切削速度的30％～50％，因此选择切削速度vc＝10～50m/min，进给量与切削深度与车削一般钢材相同。
(4)车削加工时切削液的选择：
粗车时可用乳化液，精车时用机械油等润滑性能好的切削液。若采用含硫或/和氯极压添加剂的乳化剂或机械油的润滑效果更好。
实施例1
本发明提出的一种微波等离子体矩管用40crnimo合金的车削加工工艺，包括：
(1)车削加工时车刀材料的选择：
粗车时选择高抗弯强度的硬质合金yt类硬质合金；精车和半精车时选择yb21涂层刀片。
(2)车削加工时车刀参数的选择：
车削40crnimo时，必须采取措施加强刀尖和刀刃的强度，以保持刀具有一个耐用度，故要适当减小前角，增大负倒棱和刀尖圆弧半径。因此，车刀参数选择如下：前角γ0＝4°，后角α0＝6°，主偏角kr＝45°，副偏角k'r＝8°，刃倾角λs＝-12°，刀尖圆弧半径为r＝0.5mm。
由于40crnimo高强度钢的抗拉强度较高，在车削中很不容易断屑，给车削的顺利进行带来很大困难，必须予以重视。可将刀头磨成锥形槽形状，并在适当的切削用量配合下，使切屑卷曲或折断。
(3)车削加工时切削用量的选择：
车削40crnimo时切削速度只有车削普通碳钢切削速度的30％～50％，因此选择切削速度vc＝10m/min，进给量与切削深度与车削一般钢材相同。
(4)车削加工时切削液的选择：
粗车时用乳化液，精车时用机械油等润滑性能好的切削液。
实施例2
本发明提出的一种微波等离子体矩管用40crnimo合金的车削加工工艺，包括：
(1)车削加工时车刀材料的选择：
粗车时选择高抗弯强度的硬质合金yw类硬质合金；精车和半精车选择yb21涂层刀片。
(2)车削加工时车刀参数的选择：
车削40crnimo时，必须采取措施加强刀尖和刀刃的强度，以保持刀具有一个耐用度，故要适当减小前角，增大负倒棱和刀尖圆弧半径。因此，车刀参数选择如下：前角γ0＝8°，后角α0＝10°，主偏角kr＝70°，副偏角k'r＝15°，刃倾角λs＝0°，刀尖圆弧半径为r＝1.5mm。
由于40crnimo高强度钢的抗拉强度较高，在车削中很不容易断屑，给车削的顺利进行带来很大困难，必须予以重视。可将刀头磨成弧形槽形状，并在适当的切削用量配合下，使切屑卷曲或折断。
(3)车削加工时切削用量的选择：
车削40crnimo时切削速度只有车削普通碳钢切削速度的30％～50％，因此选择切削速度vc＝50m/min，进给量与切削深度与车削一般钢材相同。
(4)车削加工时切削液的选择：
粗车时用乳化液，精车时用机械油等润滑性能好的切削液。
实施例3
本发明提出的一种微波等离子体矩管用40crnimo合金的车削加工工艺，包括：
(1)车削加工时车刀材料的选择：
粗车时选择高抗弯强度的硬质合金ys8硬质合金；精车和半精车选择cn15涂层刀片。
(2)车削加工时车刀参数的选择：
车削40crnimo时，必须采取措施加强刀尖和刀刃的强度，以保持刀具有一个耐用度，故要适当减小前角，增大负倒棱和刀尖圆弧半径。因此，车刀参数选择如下：前角γ0＝5°，后角α0＝7°，主偏角kr＝55°，副偏角k'r＝10°，刃倾角λs＝-9°，刀尖圆弧半径为r＝0.8mm。
由于40crnimo高强度钢的抗拉强度较高，在车削中很不容易断屑，给车削的顺利进行带来很大困难，必须予以重视。可将刀头磨成弧形槽形状，并在适当的切削用量配合下，使切屑卷曲或折断。
(3)车削加工时切削用量的选择：
车削40crnimo时切削速度只有车削普通碳钢切削速度的30％～50％，因此选择切削速度vc＝40m/min，进给量与切削深度与车削一般钢材相同。
(4)车削加工时切削液的选择：
粗车时用含硫极压添加剂的乳化剂，精车时用含硫极压添加剂的机械油，润滑效果好。
实施例4
本发明提出的一种微波等离子体矩管用40crnimo合金的车削加工工艺，包括：
(1)车削加工时车刀材料的选择：
粗车时选择高抗弯强度的硬质合金yc45硬质合金；精车和半精车选择cn15涂层刀片。
(2)车削加工时车刀参数的选择：
车削40crnimo时，必须采取措施加强刀尖和刀刃的强度，以保持刀具有一个耐用度，故要适当减小前角，增大负倒棱和刀尖圆弧半径。因此，车刀参数选择如下：前角γ0＝6°，后角α0＝9°，主偏角kr＝60°，副偏角k'r＝11°，刃倾角λs＝-6°，刀尖圆弧半径为r＝1.0mm。
由于40crnimo高强度钢的抗拉强度较高，在车削中很不容易断屑，给车削的顺利进行带来很大困难，必须予以重视。可将刀头磨成腰鼓形槽形状，并在适当的切削用量配合下，使切屑卷曲或折断。
(3)车削加工时切削用量的选择：
车削40crnimo时切削速度只有车削普通碳钢切削速度的30％～50％，因此选择切削速度vc＝30m/min，进给量与切削深度与车削一般钢材相同。
(4)车削加工时切削液的选择：
粗车时用乳化剂，精车时用含硫和氯极压添加剂的机械油，润滑效果好。
实施例5
本发明提出的一种微波等离子体矩管用40crnimo合金的车削加工工艺，包括：
(1)车削加工时车刀材料的选择：
粗车时选择高抗弯强度的硬质合金ys25硬质合金；精车和半精车选择cn25涂层刀片。
(2)车削加工时车刀参数的选择：
车削40crnimo时，必须采取措施加强刀尖和刀刃的强度，以保持刀具有一个耐用度，故要适当减小前角，增大负倒棱和刀尖圆弧半径。因此，车刀参数选择如下：前角γ0＝7°，后角α0＝8°，主偏角kr＝65°，副偏角k'r＝12°，刃倾角λs＝-2°，刀尖圆弧半径为r＝1.2mm，刀头磨成锥形槽或弧形槽或腰鼓形槽形状。
由于40crnimo高强度钢的抗拉强度较高，在车削中很不容易断屑，给车削的顺利进行带来很大困难，必须予以重视。可将刀头磨成腰鼓形槽形状，并在适当的切削用量配合下，使切屑卷曲或折断。
(3)车削加工时切削用量的选择：
车削40crnimo时切削速度只有车削普通碳钢切削速度的30％～50％，因此选择切削速度vc＝20m/min，进给量与切削深度与车削一般钢材相同。
(4)车削加工时切削液的选择：
粗车时可用含硫和氯极压添加剂的乳化液，精车时用含硫和氯极压添加剂机械油，润滑效果好。
本发明适用于微波等离子体炬管用40crnimo的车削加工，加工效率较高，采用本发明所述的工艺，在长期统计过程中，车削加工合格率在95％以上。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。