Forskningen om Ni-Si Alloy Slender Shaft Turning Technology

1. Inledning

Högtemperaturlegeringar kallas också värmebeständiga legeringar eller legeringar med värmestyrka. Det är en komplex multikomponentlegering baserad på järn, nickel, kobolt, titan, etc., och kan arbeta under högtemperaturoxidationsmiljö och gaskorrosionsförhållanden på 600 ~ 1000 ℃. Dessutom kan den fungera länge under viss påfrestning och har utmärkt termisk hållfasthet, termisk stabilitet och termisk trötthet.

Högtemperaturlegeringar är emellertid typiska svårskärbara material, med hårdhet högre än 250HBS, hållfasthet σb> 0.98GPa, töjning δ> 30%, slagvärde ak> 9.8 × 105J/m2, värmeledningsförmåga k <41.9W/ (m2 ℃), högtemperaturmotstånd ökar direkt svårigheten att bearbeta. Under den kombinerade effekten av stor skärkraft och hög temperatur under bearbetning genererar verktyget fragment eller deformation och bryts sedan; Dessutom kommer denna typ av legering snabbt att producera fenomen för arbetshärdning, och arbetsstycket kommer att produceras under bearbetning. Verktygets härdade yta kommer att orsaka verktygets skärkant att producera luckor i skärdjupet och orsaka oönskad spänning på arbetsstycket och förstöra den geometriska noggrannheten hos de bearbetade delarna.

2. Nulägesanalys

Utländska forskare har forskat mycket om skärning av superlegeringar. År 1939 utvecklade British Mond Nickel Company (International Nickel Company) först den nickelbaserade legeringen Nimonic 75, och sedan användes Nimonic 80 framgångsrikt i bladmaterialet i turbojetmotorer och bildade Nimonic-nickelbaserade legeringsserier. I början av 1940 utvecklade USA Hastelloy B nickelbaserad legering för användning i GE: s Bellp-59 jetmotor. År 1950 utvecklade American PW Company, GE Company och Special Metal Company Waspalloy, M-252 respektive Udmit 500 legeringar och bildade på detta sätt Inconel-, Mar-M- och Udmit-kvaliteter, som ofta används i turbinblad. . Från 1940 till mitten av 1950 justerades legeringskompositionen. 1950: Framväxten av vakuumsmältningsteknologi möjliggjorde utvecklingen av ett stort antal högpresterande gjutna superlegeringar som Mar-M200 och In 100. Efter 1960 utvecklades nya processer som riktad stelning, enkristalllegeringar, pulvermetallurgi, mekanisk legering och keramisk filtrering isotermisk smide har blivit den främsta drivkraften för utvecklingen av superlegeringar. På samma sätt har inhemska forskare också gjort mycket forskning. Mellan 1956 och 1957 testades GH3030, GH4033, GH34 och K412 legeringar framgångsrikt för WP-5 motorer; 1960 tillverkades successivt GH4037, GH3039, GH3044, GH4049, GH3128, K417 och andra legeringar. Framgångsrikt utvecklad; utvecklade också successivt ett parti superlegeringar för olika raketmotorer; samtidigt började superlegeringar populariseras och tillämpas på civila industrisektorer, till exempel dieselturboladdare, jordgasturbiner, etc., och ett parti högtemperaturresistenta legeringar utvecklades en efter en. Slit- och korrosionsbeständiga superlegeringar; 1970 har försöksproduktion och forskning av superlegeringar börjat ta form. Genom imitation, matsmältning och utveckling av sovjetiska superlegeringar som huvudlegering och dess processkvalitet har den nått eller överskridit den sovjetiska standarden och den faktiska nivån. Allt material som krävs för motorn är baserat i Kina.

För närvarande är företagets kontakter och reläer har inte högtemperaturlegeringsskal. Suzhou Huatan levererar Halliburton och bearbetar ofta högtemperaturlegeringar. Guiyangs produktdivision ansvarar för skärningsparametrar, verktygsmaterial och vinklar, kylning och smörjning och material under bearbetning av högtemperaturlegeringar. Systematisk forskning om prestanda är otillräcklig, och systematisk forskning om bearbetning av högtemperaturlegeringar är brådskande nödvändig för att lägga grunden för massproduktion av högpresterande kontakter i framtiden. Därför finns det ett brådskande behov av att utföra forskning om högtemperaturlegeringsteknik för att tillgodose verkstadens faktiska produktionsbehov.

3. Analys av delstruktur

Nålens kroppsdelar av den smala axel kräver hög mekanisk hållfasthet och starkt krypbeständighet vid hög temperatur. Nålkroppens totala längd är 32 mm, och diametrarna är φ1.2 mm, φ1.5 mm och φ1.58 mm, som tillhör den smala axel delar. , Det är lätt att deformeras under behandlingen, och deformationen måste kontrolleras för att uppfylla produktionskraven.

4. Verktygsval

Eftersom bearbetningen av nickel-kisellegering kräver hög hårdhet, tät konsistens, god värmeöverföringseffekt och stark högtemperaturaktivitet, särskilt vid 600 ℃, kommer det att bilda en fast lösning med syre och kväve. Vid bearbetning av nickel-kisellegering ökar ythårdheten avsevärt. Har en stark nötningseffekt. På grund av slitstyrka och hög temperaturbeständighet hos belagda verktyg bör beläggningsverktyg användas så mycket som möjligt vid bearbetning av sådana högtemperaturlegeringsdelar.

Belagda hårdmetallverktyg är nästan lämpliga för skärning av olika svårbearbetade material, men beläggningens prestanda (enkel beläggning och kompositbeläggning) är mycket olika. Därför bör lämpliga beläggningar väljas enligt olika bearbetningsobjekt Verktygsmaterial. Diamantbelagd hårdmetall och DLC (Diamond Like Carbon) belagd hårdmetall utökar applikationsutbudet för belagda verktyg ytterligare och väljer blint nya materialblad ur verkliga bearbetningsbehov, vilket också kan öka bearbetningskostnaderna och använda nya material när du sätter in bladet , om skärhastigheten och matningshastigheten är felaktiga, påverkar det också kvaliteten på arbetsstycket och verktygets livslängd. Därför är det nödvändigt att korrekt utvärdera ekonomin i bearbetningen och överväga hela bearbetningsprocessen fullständigt när man väljer skär för hårdbearbetade material.

Baserat på analysen av verktygsval väljer den här artikeln Kyocera specialinsatser för nickellegering och Sandviks speciella nickellegeringsinsatser för bearbetningsexperiment. Skärverktygens prestanda visas i tabell 1.

5. Analys av skärvätska

Skärvätskan kan vara vattenbaserad skärvätska, som har snabb värmeöverföring och god fluiditet. Det är inte möjligt att använda klorhaltig skärvätska. Det kan inte blandas med aluminium, zink och dess legeringar, koppar och tenn under bearbetning. Om skärvätskan innehåller klor kommer att sönderdelas och frigöra väte vid höga temperaturer under skärprocessen, vilket kommer att orsaka epidermal sprödhet efter att ha absorberats av nickel, och kan också orsaka spänningskorrosion vid hög temperatur vid nickellegeringar.

Verkstadsskärvätskan använder främst varumärket Flowserve, modellen ECOCOOL EM5 är en mjölkvit vattenlöslig skärvätska och dess kemiska sammansättning visas i tabell 2. Det framgår av tabell 2 att denna skärvätska är vattenbaserad, huvudkomponenten är mineralolja, innehåller inte klor och uppfyller kraven för bearbetning av nickellegeringar. Denna skärvätska kan uppfylla kraven på nickel bearbetning av legeringar.

6. programmering av Gibbscam -programvara

GibbsCAM är en CAM -programvara för CNC -bearbetning av delar, särskilt CAM -bearbetningslösningar inom svarvning och fräsning. Förutom svarvning och fräsning, stöder den också 2-axlig till 5-axlig fräsning, svarvning, länkad fräsning med flerfunktionsbearbetning och trådskärning. Dess största egenskap är dess kortfattade gränssnitt, lätt att lära sig och använda, och driftläget överensstämmer mycket med våra hantverksvanor. Gick in på den kinesiska marknaden i juni 2008. Vårt företag köpte programvaran i juli 2009. Den används huvudsakligen i företagets digitala svarvning, digital fräsning, svarvfräsningskomposit och femaxliga bearbetningscentra. Denna typ av utrustning har svarvning, fräsning och borrning. , Boring, broaching (slots) och andra funktioner, med X, Y, Z, C, E och A axlar. CAM-programvaran kan användas för valfri multi-axelkoppling för att förverkliga bearbetningen av olika komplexa delar. Med diversifieringen och komplexiteten hos nya delar är det absolut nödvändigt att använda programmeringsprogramvara för NC -programmering. Verktygsbanan för den smala axeldelen visas i figur 4.

7. Vänd bearbetningsverifieringsanalys

Eftersom skärningens automatiska svarvning tillhör ett snittsvarvning på plats är skärkraften stor, vilket gör att delarna lätt deformeras och ytkvaliteten är dålig. Det är nödvändigt att inspektera varje del, ändra tidsvariationen och ändra programparametrarna och verktygskompensationen. Samtidigt, eftersom bearbetningsutrustningen är en längsgående skärande automatisk bil, delar utrustningen inte den grova och fina bearbetningen, och all dimensionell noggrannhet bearbetas i ett pass, så högre krav ställs på verktygets prestanda.

Vid skärning av nickel-krom-nickel-kisellegering är skärtemperaturen hög, verktygets hållbarhet är låg och skärhastigheten har störst inflytande på skärtemperaturen. I allmänhet hålls hårdmetallverktyget vid 650 ℃ ～ 750 ℃. Genom flera svarvningsexperiment erhålls följande skärparametrar:

1) Klipphastighet vc

Skärhastigheten har störst inverkan på verktygets hållbarhet. Det är bäst att ställa in klipphastigheten under minimalt slitage på verktyget. Den kan ställas in enligt hårdheten och skärdjupet hos olika skärmaterial. Försök att välja en lägre skärhastighet för att bearbeta nickellegeringar. Generellt är grovfräsning 20-50m/min, och finfräsning är 40-70m/min;

2) Matmängd f

Matningshastigheten har liten effekt på verktygets hållbarhet. För att säkerställa ytjämnheten hos den bearbetade kan en större matningshastighet väljas. I allmänhet kan 0.003 ～ 0.006 mm/r väljas och matningshastigheten kan inte vara för stor. För mycket gör att verktyget slits snabbare, ökar skärkraften och orsakar deformation av delarna. Därför bör den i allmänhet inte vara större än 0.006 mm/r;

3) Skärdjup ap

Skärdjupet har minst effekt på verktygets hållbarhet. Generellt kan ett större skärdjup användas först, vilket kan förhindra att verktygsspetsen skär i det härdade skiktet, och kan också öka arbetslängden på verktygskanten, vilket är fördelaktigt för värmeavledning. Dimensionstolerans, skärdjupet är lika med ämnet minus delens storlek och kan inte justeras manuellt.

Genom användning av Kyoceras speciella bearbetningsblad för nickellegeringar och Sandviks speciella nickellegeringsblad för bearbetningskontroll visas delcnc -bearbetningsresultaten i figurerna 5 och 6. Ytan på delarna är bra och verktyget har inget uppenbart slitage; grovheten hos de delar som bearbetas av Sandvik -blad är stor, vilket inte kan uppfylla kraven i ritningarna. Därför används Kyocera -blad för yttre cirkulära blad. Om ett varumärke behöver fixas, är Kyocera -blad att föredra.

8. Sammanfattning

Med sikte på problemet att kontakter av nickel-krom-nickel-kisellegering inte har förmåga att bearbeta, utgår denna artikel från aspekterna av verktyg och processparametrar, utför många processprov, hittar ett verktyg lämpligt för nickel-krom- nickel-kisellegering, optimerar bearbetningsparametrarna och löser problemet. För att lösa problemet med nickel-krom-nickel-kisellegering har verkstaden kunnat bearbeta materialet från att inte kunna bearbeta det. För första gången har den förmågan att bearbeta nickel-krom-nickel-kisellegeringsmaterial, vilket förbättrar bearbetningskvaliteten och CNC-bearbetningseffektiviteten hos delar kraftigt. Batchproduktionen av legeringskontakter lade grunden.

Länk till denna artikel: Forskningen om Ni-Si Alloy Slender Shaft Turning Technology

Reprint Statement: Om det inte finns några speciella instruktioner är alla artiklar på denna webbplats original. Ange källan för omtryck: https: //www.cncmachiningptj.com/，tack！

PTJ CNC-butik tillverkar delar med utmärkta mekaniska egenskaper, noggrannhet och repeterbarhet från metall och plast. 5-axlig CNC-fräsning tillgänglig.Bearbetning av högtemperaturlegering räckvidd inkl inkonelbearbetning,monelbearbetning,Geek Ascology-bearbetning,Karp 49-bearbetning,Hastelloy-bearbetning,Nitronic-60-bearbetning,Hymu 80-bearbetning,Verktygsstålbearbetning,etc.,. Perfekt för flygindustrin.CNC-bearbetning producerar delar med utmärkta mekaniska egenskaper, noggrannhet och repeterbarhet från metall och plast. 3-axlig och 5-axlig CNC-fräsning tillgänglig. Vi kommer att strategisera med dig för att tillhandahålla de mest kostnadseffektiva tjänsterna för att hjälpa dig att nå ditt mål. Välkommen att kontakta oss ( sales@pintejin.com ) direkt för ditt nya projekt.