随着航空技术的发展,单晶镍基高温合金的优异性能逐渐表现出来,具有优良的高温性能、抗氧化性、组织稳定性和使用可靠性。由于单晶消除晶界,减少晶界强化元素,因此性能明显优于普通镍基高温合金,已经成为制造航空发动机涡轮叶片的主要材料。叶片的工作环境极其复杂,需长期在高温、高压、高转速的恶劣环境中工作,因此其核心材料的研制是国内外航空发动机发展的关键技术之一。由于单晶材料应用领域的特殊性,要求其在服役过程中具有较高的稳定性。而近年来出现了由于材料的再结晶现象而导致叶片失效的事故,因此探究其加工成形过程对抑制再结晶的产生有重要意义。本文采用铣削加工方式,以表面粗糙度和铣削力为评价指标,基于刀具磨损状态、冷却条件、加工参数、以及微观组织变化等方面探究了单晶镍基高温合金DD5材料的性能。论文首先进行了刀具优选,由于缺少针对DD5小型零件的铣削专用刀具,本文从高温合金适用刀具和厂家推荐刀具中优选出更适合加工单晶材料的铣刀,以刀具的累积切削距离为评价指标,观察刀具在磨损过程中的磨损形貌,分析刀具的磨损机理。同时,以刀具磨损程度为评价指标比较了干切削和微量润滑两种方式,选出较优的冷却方式,为下一步实验提供参考。对不同磨损程度刀具的铣削加工表面进行检测,分析刀具磨损对表面完整性的影响。在单晶材料铣削加工参数的研究部分,基于TiAlN涂层硬质合金刀具和水基微量润滑技术,采用单因素实验方法对材料的晶体学取向和冷却参数进行优化,以表面粗糙度和铣削力为评价指标判断不同参数组合的优劣,分析引起表面质量和铣削力变化的原因;采用响应曲面法中心复合设计,分析各因素的主效应图和交互效应,并基于Minitab拟合出表面粗糙度和铣削力预测模型。最后为探究铣削加工过程对零件微观组织的影响,对比不同冷却条件下被加工材料表面硬度,采用金相腐蚀的方法,观察材料加工表面微观组织的变化,并对铣削加工后的材料进行热处理,观察极限温度条件下微观组织的变化。