lavorazione cnc · 2021年11月8日 0

Badania nad technologią toczenia smukłych wałków ze stopu Ni-Si

Badania nad technologią toczenia smukłych wałków ze stopu Ni-Si


Stop niklowo-krzemowy jest typowym stopem wysokotemperaturowym. Jest to materiał trudny w obróbce i jest szeroko stosowany w lotnictwie, lotnictwie i innych dziedzinach. Jej cięcie jest trudnym punktem w nowoczesnej technologii obróbki. Łącząc cechy materiałów stopowych niklowo-krzemowych, na przykładzie styków stopu niklowo-krzemowego firmy, zbadano technologię obróbki toczenia, a dla warsztatu zarezerwowano pewną technologię obróbki stopów wysokotemperaturowych, która ma pewne wartość aplikacji.

Badania nad technologią toczenia smukłych wałków ze stopu Ni-Si

Badania nad technologią toczenia smukłych wałków ze stopu Ni-Si. -PTJ OBRÓBKA CNC Sklep

1. Wprowadzenie

Stopy wysokotemperaturowe są również nazywane stopami żaroodpornymi lub stopami żaroodpornymi. Jest to złożony wieloskładnikowy stop na bazie żelaza, niklu, kobaltu, tytanu itp. i może pracować w środowisku utleniania w wysokiej temperaturze i w warunkach korozji gazowej 600 ~ 1000 ℃. Ponadto może pracować przez długi czas pod pewnym obciążeniem i ma doskonałą wytrzymałość termiczną, stabilność termiczną i odporność na zmęczenie cieplne.

Natomiast stopy żaroodporne są typowymi materiałami trudno skrawalnymi, o twardości powyżej 250HBS, wytrzymałości σb>0.98GPa, wydłużeniu δ>30%, udarności ak>9.8×105J/m2, przewodności cieplnej k<41.9W/ (m2 ℃), Odporność na wysoką temperaturę bezpośrednio zwiększa trudność przetwarzania. Pod wpływem połączonego działania dużej siły skrawania i wysokiej temperatury podczas obróbki narzędzie generuje odłamki lub deformacje, a następnie pęka; ponadto ten rodzaj stopu szybko wytworzy zjawisko utwardzania przez zgniot, a obrabiany przedmiot będzie wytwarzany podczas obróbki. Utwardzona powierzchnia narzędzia powoduje, że krawędź tnąca narzędzia tworzy szczeliny na głębokości skrawania i powoduje niepożądane naprężenia na obrabianym przedmiocie oraz niszczy dokładność geometryczną obrabianych części.

2. Analiza aktualnej sytuacji

Uczeni zagraniczni przeprowadzili wiele badań dotyczących cięcia nadstopów. W 1939 roku brytyjska firma Mond Nickel Company (International Nickel Company) jako pierwsza opracowała stop Nimonic 75 na bazie niklu, a następnie Nimonic 80 był z powodzeniem stosowany w materiałach łopatek silników turboodrzutowych, tworząc serię stopów na bazie niklu Nimonic. Na początku 1940 roku Stany Zjednoczone opracowały stop na bazie niklu Hastelloy B do zastosowania w silniku odrzutowym GE Bellp-59. W 1950 r. American PW Company, GE Company i Special Metal Company opracowały odpowiednio stopy Waspalloy, M-252 i Udmit 500 i utworzyły na tej podstawie gatunki Inconel, Mar-M i Udmit, które są szeroko stosowane w łopatkach turbin. . Od 1940 do połowy 1950 roku dostosowano skład stopu. 1950: Pojawienie się technologii topienia próżniowego umożliwiło opracowanie dużej liczby wysokowydajnych nadstopów odlewniczych, takich jak Mar-M200 i In 100. Po 1960 opracowanie nowych procesów, takich jak kierunkowe krzepnięcie, stopy monokrystaliczne, Metalurgia proszków, mechaniczne stopowanie i filtracja ceramiczna izotermiczna kucie stały się główną siłą napędową rozwoju nadstopów. Podobnie, krajowi uczeni również przeprowadzili wiele badań. W latach 1956-1957 z powodzeniem produkowano próbnie stopy GH3030, GH4033, GH34 i K412 do silników WP-5; w 1960 r. sukcesywnie produkowano GH4037, GH3039, GH3044, GH4049, GH3128, K417 i inne stopy. Pomyślnie opracowany; również sukcesywnie opracował partię nadstopów do różnych silników rakietowych; w tym samym czasie zaczęto spopularyzować nadstopy i zastosować je w sektorach przemysłu cywilnego, takich jak turbosprężarki diesla, naziemne turbiny gazowe itp., a także kolejno opracowywano partię stopów żaroodpornych. Nadstopy odporne na ścieranie i korozję; w 1970 roku zaczęła nabierać kształtu próbna produkcja i badania nadstopów. Poprzez imitację, fermentację i rozwój sowieckich nadstopów jako głównego stopu i jakości procesu, osiągnął lub przekroczył sowiecki standard i aktualny poziom. Wszystkie materiały potrzebne do budowy silnika pochodzą z Chin.

Obecnie firma złącza a przekaźniki nie mają powłok ze stopów wysokotemperaturowych. Suzhou Huatan dostarcza Halliburton i często przetwarza stopy żaroodporne. Dział Produktów Guiyang odpowiada za parametry skrawania, materiały narzędziowe i kąty, chłodzenie i smarowanie oraz materiały podczas obróbki stopów żaroodpornych. Systematyczne badania nad wydajnością są niewystarczające i pilnie potrzebne są systematyczne badania nad przetwarzaniem stopów wysokotemperaturowych, aby położyć podwaliny pod masową produkcję wysokowydajnych złącza w przyszłości. W związku z tym istnieje pilna potrzeba przeprowadzenia badań nad technologią obróbki stopów wysokotemperaturowych w celu zaspokojenia rzeczywistych potrzeb produkcyjnych warsztatu.

3. Analiza struktury części

Części korpusu igły smukłej wał wymagają wysokiej wytrzymałości mechanicznej i dużej odporności na pełzanie w wysokiej temperaturze. Całkowita długość korpusu igły wynosi 32mm, a średnice odpowiednio φ1.2mm, φ1.5mm i φ1.58mm należą do smukłych wał Części. , Łatwo się odkształca podczas przetwarzania, a deformacja musi być kontrolowana, aby spełnić wymagania produkcyjne.

4. Wybór narzędzia

Ponieważ przetwarzanie stopu niklowo-krzemowego wymaga wysokiej twardości, ścisłej tekstury, dobrego efektu wymiany ciepła i silnej aktywności w wysokiej temperaturze, szczególnie przy 600 ℃, utworzy stały roztwór z tlenem i azotem. Podczas obróbki stopu niklowo-krzemowego twardość powierzchni znacznie wzrośnie. Ma silny efekt ścierania. Ze względu na odporność na ścieranie i wysoką temperaturę narzędzi powlekanych, narzędzia do powlekania powinny być używane w jak największym stopniu podczas obróbki takich wysokotemperaturowych części ze stopów.

Powlekane narzędzia z węglika spiekanego są prawie odpowiednie do cięcia różnych materiałów trudnych w obróbce, ale wydajność powłoki (powłoka pojedyncza i powłoka kompozytowa) jest bardzo różna. Dlatego należy dobrać odpowiednie powłoki zgodnie z różnymi przedmiotami obróbki Materiał narzędzia. Węglik spiekany z powłoką diamentową i węglik spiekany z powłoką DLC (Diamond Like Carbon) dodatkowo poszerzają zakres zastosowań narzędzi powlekanych i ślepo wybierają ostrza z nowego materiału z rzeczywistych potrzeb przetwarzania, co może również zwiększyć koszty obróbki i korzystać z nowych materiałów Podczas wkładania ostrza , jeśli prędkość skrawania i prędkość posuwu są nieprawidłowe, wpłynie to również na jakość obrabianego przedmiotu i żywotność narzędzia. Dlatego przy doborze płytek skrawających do materiałów trudnoobrabialnych konieczna jest prawidłowa ocena ekonomiki obróbki i kompleksowe uwzględnienie całego procesu obróbki.

W oparciu o analizę doboru narzędzi w niniejszym artykule wybrano specjalne płytki do obróbki ze stopu niklu firmy Kyocera oraz specjalne płytki ze stopu niklu firmy Sandvik do eksperymentów obróbczych. Osiągi narzędzi skrawających przedstawiono w tabeli 1.

Imię i nazwisko

Model specyfikacji

Kąt końcówki

Porada R

Materiał

Powłoka

Nóż cylindryczny Kyocera

VBGT110301R-F PR930

35 °

0.1

PR930: materiał bazowy z najdrobniejszymi cząsteczkami

TICN (PVD)

Nóż cylindryczny Sandvik

VCGT110301-UM 1125

35 °

0.1

GC1125: Materiał stosowany do wyższych wymagań wytrzymałościowych

TICN (PVD)

5. Analiza chłodziwa

Płyn obróbkowy może być płynem obróbkowym na bazie wody, który charakteryzuje się szybkim przenoszeniem ciepła i dobrą płynnością. Nie można używać chłodziwa zawierającego chlor. Podczas obróbki nie można go mieszać z aluminium, cynkiem i jego stopami, miedzią i cyną. Jeśli płyn obróbkowy zawiera chlor, podczas procesu cięcia będzie się rozkładał i uwalniał wodór, co powoduje kruchość naskórka po wchłonięciu przez nikiel, a także może powodować pękanie korozyjne stopów niklu w wysokiej temperaturze.

Warsztatowy płyn obróbkowy wykorzystuje głównie markę Flowserve, model ECOCOOL EM5 jest mlecznobiałym, rozpuszczalnym w wodzie płynem obróbkowym, a jego skład chemiczny przedstawiono w Tabeli 2. Z Tabeli 2 widać, że ten płyn obróbkowy jest na bazie wody, głównym składnikiem jest olej mineralny, nie zawiera chloru i spełnia wymagania obróbki stopów niklu. Ten płyn obróbkowy może spełniać wymagania niklu obróbka stopów.

6. Programowanie oprogramowania Gibbscam

GibbsCAM to oprogramowanie CAM do obróbki cnc części, w szczególności rozwiązania przetwarzania CAM w zakresie toczenia i frezowania. Oprócz toczenia i frezowania obsługuje również frezowanie od 2 do 5 osi, toczenie, frezowanie połączone, obróbkę wielozadaniową i cięcie drutem. Jego największą cechą jest zwięzły interfejs, łatwy do nauczenia i obsługi, a tryb pracy jest bardzo zgodny z naszymi nawykami rzemieślniczymi. Weszła na rynek chiński w czerwcu 2008 roku. Nasza firma zakupiła oprogramowanie w lipcu 2009 roku. Stosowane jest głównie w firmowych centrach toczenia cyfrowego, frezowania cyfrowego, tokarsko-frezarskiego kompozytu oraz pięcioosiowych centrów obróbczych. Ten typ sprzętu ma toczenie, frezowanie i wiercenie. , Wytaczanie, przeciąganie (szczeliny) i inne funkcje, z osiami X, Y, Z, C, E i A. Oprogramowanie CAM można wykorzystać do dowolnego połączenia wieloosiowego, aby zrealizować obróbkę różnych złożonych części. Ze względu na zróżnicowanie i złożoność nowych części konieczne jest stosowanie oprogramowania do programowania NC. Ścieżka narzędzia smukłej części wału jest pokazana na rysunku 4.

7. Analiza weryfikacji przetwarzania toczenia

Ponieważ automatyczne toczenie z rozcinaniem należy do toczenia jednokrotnego w miejscu, siła skrawania jest duża, co powoduje, że części łatwo się odkształcają, a jakość powierzchni jest słaba. Konieczna jest inspekcja każdej części, modyfikacja zmienności w czasie oraz zmiana parametrów programu i kompensacji narzędzia. Jednocześnie, ponieważ urządzenie do obróbki jest automatycznym samochodem do cięcia wzdłużnego, urządzenie nie dzieli obróbki zgrubnej i dokładnej, a cała dokładność wymiarowa jest przetwarzana w jednym przejściu, więc wyższe wymagania stawiane są wydajności narzędzia.

Podczas cięcia stopu niklowo-chromowo-niklowo-krzemowego temperatura skrawania jest wysoka, trwałość narzędzia niska, a największy wpływ na temperaturę skrawania ma prędkość skrawania. Ogólnie rzecz biorąc, narzędzie z węglika spiekanego jest utrzymywane w temperaturze 650 ℃ ~ 750 ℃. Dzięki kilku eksperymentom toczenia uzyskuje się następujące parametry skrawania:

1) Prędkość skrawania vc

Największy wpływ na trwałość narzędzia ma prędkość cięcia. Najlepiej ustawić prędkość skrawania pod warunkiem minimalnego zużycia narzędzia. Można go ustawić w zależności od twardości i głębokości cięcia różnych materiałów tnących. Spróbuj wybrać niższą prędkość skrawania do obróbki stopów niklu. Generalnie frezowanie zgrubne to 20-50m/min, a mielenie dokładne to 40-70m/min;

2) Ilość paszy f

Prędkość posuwu ma niewielki wpływ na trwałość narzędzia. W przypadku zapewnienia chropowatości powierzchni obrabianej można wybrać większą prędkość posuwu. Ogólnie można wybrać 0.003~0.006mm/obr, a prędkość posuwu nie może być zbyt duża. Zbyt duża ilość spowoduje szybsze zużycie narzędzia, zwiększenie siły skrawania i deformację części. Dlatego generalnie nie powinna być większa niż 0.006 mm/r;

3) Głębokość cięcia ap

Głębokość skrawania ma najmniejszy wpływ na trwałość narzędzia. Ogólnie można najpierw zastosować większą głębokość skrawania, co może zapobiec skrawaniu końcówki narzędzia w utwardzonej warstwie, a także może zwiększyć długość roboczą krawędzi narzędzia, co jest korzystne dla rozpraszania ciepła. Tolerancja wymiarowa, głębokość cięcia jest równa półfabrykatowi minus rozmiar części i nie może być regulowana ręcznie.

Dzięki zastosowaniu specjalnych ostrzy ze stopu niklu firmy Kyocera oraz ostrzy ze specjalnego stopu niklu firmy Sandvik do weryfikacji obróbki, wyniki obróbki cnc części pokazano na rysunkach 5 i 6. Efekt powierzchniowy części jest dobry, a narzędzie nie wykazuje wyraźnego zużycia; chropowatość części obrabianych przez ostrza Sandvik jest duża, co nie spełnia wymagań rysunków. Dlatego ostrza Kyocera są używane do zewnętrznych ostrzy okrągłych. Jeśli marka wymaga naprawy, preferowane są ostrza Kyocera.

8. Streszczenie

Wychodząc naprzeciw problemowi, że styki ze stopu niklowo-chromowo-niklowo-krzemowego nie mają zdolności do obróbki, niniejszy artykuł wychodzi od aspektów narzędzi i parametrów procesu, przeprowadza wiele testów procesu, znajduje narzędzie odpowiednie do obróbki niklowo-chromowej. obróbka stopu niklowo-krzemowego, optymalizuje parametry przetwarzania i rozwiązuje problem. Aby rozwiązać problem obróbki stopu niklu, chromu, niklu i krzemu, warsztat był w stanie przetworzyć materiał z braku możliwości jego obróbki. Po raz pierwszy ma możliwość obróbki stopów niklowo-chromowo-niklowo-krzemowych, co znacznie poprawia jakość obróbki i wydajność obróbki cnc części. Podstawą była produkcja seryjna styków stopowych.

Link do tego artykułu: Badania nad technologią toczenia smukłych wałków ze stopu Ni-Si

Oświadczenie o przedruku: Jeśli nie ma specjalnych instrukcji, wszystkie artykuły na tej stronie są oryginalne. Proszę wskazać źródło przedruku: https://www.cncmachiningptj.com/,thanks!


Badania nad technologią toczenia smukłych wałków ze stopu Ni-SiWarsztat CNC PTJ produkuje części o doskonałych właściwościach mechanicznych, dokładności i powtarzalności z metalu i tworzywa sztucznego. Dostępne 5-osiowe frezowanie CNC.Obróbka stopu wysokotemperaturowego zakres w tym obróbka inconelowa,obróbka monelu,Obróbka Geek Ascology,Obróbka karpia 49,Obróbka Hastelloy,Obróbka Nitronic-60,Obróbka Hymu 80,Obróbka stali narzędziowej,itp.,. Idealny do zastosowań lotniczych.Obróbka CNC produkuje części o doskonałych właściwościach mechanicznych, dokładności i powtarzalności z metalu i tworzywa sztucznego. Dostępne 3-osiowe i 5-osiowe frezowanie CNC. Opracujemy z Tobą strategię, aby zapewnić najbardziej opłacalne usługi, które pomogą Ci osiągnąć swój cel, zapraszamy do kontaktu z nami ( [email protected] ) bezpośrednio do nowego projektu.