Istraživanje o tehnologiji okretanja vitkih vratila od legure Ni-Si

1. uvod

Legure na visokim temperaturama se nazivaju i legure otporne na toplinu ili legure toplinske čvrstoće. To je složena višekomponentna legura na bazi gvožđa, nikla, kobalta, titanijuma, itd., i može da radi u uslovima visoke temperature oksidacije i gasne korozije od 600~1000℃. Štaviše, može raditi dugo vremena pod određenim stresom i ima odličnu termičku čvrstoću, termičku stabilnost i performanse termičkog zamora.

Međutim, legure na visokim temperaturama su tipični materijali koji se teško seku, tvrdoće veće od 250HBS, čvrstoće σb>0.98GPa, istezanja δ>30%, udarne vrijednosti ak>9.8×105J/m2, toplotne provodljivosti k<41.9W/ (m2℃), Otpornost na visoke temperature direktno povećava poteškoću obrade. Pod kombinovanim dejstvom velike sile rezanja i visoke temperature tokom obrade, alat stvara fragmente ili deformacije, a zatim se lomi; osim toga, ova vrsta legure će brzo proizvesti fenomen očvršćavanja, a radni komad će se proizvoditi tokom obrade. Stvrdnuta površina alata će uzrokovati da rezna ivica alata napravi praznine u dubini reza, i uzrokovati neželjeno opterećenje na radnom komadu i uništiti geometrijsku točnost obrađenih dijelova.

2. Analiza postojećeg stanja

Strani naučnici su uradili mnoga istraživanja o rezanju superlegura. Britanska kompanija Mond Nickel Company (International Nickel Company) je 1939. godine prvo razvila leguru na bazi nikla Nimonic 75, a zatim je Nimonic 80 uspješno korišten u materijalu lopatica turbomlaznih motora, formirajući Nimonic seriju legura na bazi nikla. Početkom 1940. Sjedinjene Države su razvile Hastelloy B leguru na bazi nikla za upotrebu u GE-ovom mlaznom motoru Bellp-59. Godine 1950. američka kompanija PW Company, GE Company i Special Metal Company razvile su legure Waspalloy, M-252 i Udmit 500 i na osnovu toga formirale Inconel, Mar-M i Udmit razrede, koji se široko koriste u lopaticama turbina. . Od 1940. do sredine 1950. godine sastav legure je prilagođen. 1950: Pojava tehnologije vakuumskog topljenja omogućila je razvoj velikog broja superlegura za livenje visokih performansi kao što su Mar-M200 i In 100. Nakon 1960. godine, razvoj novih procesa kao što su usmereno skrućivanje, monokristalne legure, metalurgija praha, mehaničko legiranje, a keramička filtracija izotermna kovanje su postali glavna pokretačka snaga za razvoj superlegura. Slično tome, domaći naučnici su takođe uradili mnoga istraživanja. Od 1956. do 1957. godine, legure GH3030, GH4033, GH34 i K412 uspješno su se probno proizvodile za WP-5 motore; 1960. godine, GH4037, GH3039, GH3044, GH4049, GH3128, K417 i druge legure su sukcesivno probno proizvedene. Uspješno razvijen; također sukcesivno razvio seriju superlegura za različite raketne motore; istovremeno su se superlegure počele popularizirati i primjenjivati ​​u sektorima civilne industrije, kao što su dizelski turbo punjači, plinske turbine na tlu, itd., a jedna za drugom razvijene su serije legura otpornih na visoke temperature. Superlegure otporne na abraziju i koroziju; 1970. godine počela je da se formira probna proizvodnja i istraživanje superlegura. Imitacijom, varenjem i razvojem sovjetskih superlegura kao glavne legure i njenog procesa kvaliteta, dostigla je ili premašila sovjetski standard i stvarni nivo. Svi materijali potrebni za motor nalaze se u Kini.

Trenutno, kompanije konektori a releji nemaju ljuske od visokotemperaturne legure. Suzhou Huatan isporučuje Halliburton i često obrađuje legure na visokim temperaturama. Odjel proizvoda Guiyang odgovoran je za parametre rezanja, materijale i kutove alata, hlađenje i podmazivanje i materijale tokom obrade legura na visokim temperaturama. Sistematsko istraživanje performansi je nedovoljno, a hitno je potrebno sistematsko istraživanje visokotemperaturne obrade legure kako bi se postavili temelji za masovnu proizvodnju visokih performansi. konektori u budućnosti. Stoga postoji hitna potreba za istraživanjem tehnologije obrade legura na visokim temperaturama kako bi se zadovoljile stvarne proizvodne potrebe radionice.

3. Analiza strukture dijelova

Dijelovi tijela igle su vitki vratilo zahtijevaju visoku mehaničku čvrstoću i jaku otpornost na puzanje na visokim temperaturama. Ukupna dužina tela igle je 32mm, a prečnici su φ1.2mm, φ1.5mm i φ1.58mm, koji pripadaju vitkom vratilo dijelovi. , Lako se deformiše tokom obrade, a deformaciju je potrebno kontrolisati kako bi se zadovoljili zahtevi proizvodnje.

4. Izbor alata

Budući da obrada legure nikla i silikona zahtijeva visoku tvrdoću, čvrstu teksturu, dobar učinak prijenosa topline i jaku visokotemperaturnu aktivnost, posebno na 600 ℃, ona će formirati čvrstu otopinu s kisikom i dušikom. Prilikom obrade legure nikla i silikona, površinska tvrdoća će se značajno povećati. Ima snažan efekat abrazije. Zbog otpornosti na habanje i otpornosti na visoke temperature obloženih alata, alate za premazivanje treba koristiti što je više moguće prilikom obrade takvih visokotemperaturnih legura.

Alati od obloženog cementnog karbida gotovo su pogodni za rezanje različitih materijala koji se teško obrađuju, ali performanse premaza (jednostruki premaz i kompozitni premaz) su vrlo različite. Stoga, odgovarajuće premaze treba odabrati prema različitim objektima obrade Materijal alata. Cementirani karbid obložen dijamantom i cementni karbid presvučen DLC (Diamond Like Carbon) dodatno proširuju opseg primjene obloženih alata i slijepo biraju nove oštrice materijala iz stvarnih potreba obrade, što također može povećati troškove obrade i koristiti nove materijale Prilikom umetanja oštrice , ako su brzina rezanja i brzina pomaka netačni, to će također utjecati na kvalitetu radnog komada i vijek trajanja alata. Stoga je prilikom odabira reznih pločica za materijale koji se teško obrađuju potrebno pravilno procijeniti ekonomičnost obrade i sveobuhvatno razmotriti cijeli proces obrade.

Na osnovu analize izbora alata, ovaj članak odabire Kyocera posebne umetke za obradu legure nikla i Sandvik posebne umetke od legure nikla za eksperimente obrade. Performanse reznih alata prikazane su u tabeli 1.

5. Analiza tekućine za rezanje

Tečnost za rezanje može biti tečnost za rezanje na bazi vode, koja ima brz prenos toplote i dobru fluidnost. Nije moguće koristiti tekućinu za rezanje koja sadrži hlor. Ne može se mešati sa aluminijumom, cinkom i njegovim legurama, bakrom i kalajem tokom obrade. Ako tekućina za rezanje sadrži hlor će se razgraditi i osloboditi vodonik na visokim temperaturama tokom procesa rezanja, što će uzrokovati krhkost epiderme nakon što je apsorbira nikl, a također može uzrokovati korozijsko pucanje legura nikla pri visokim temperaturama.

Radionička tečnost za rezanje uglavnom koristi brend Flowserve, model ECOCOOL EM5 je mlečno bela rastvorljiva u vodi tečnost za rezanje, a njen hemijski sastav je prikazan u tabeli 2. Iz tabele 2 se može videti da je ova tečnost za rezanje na bazi vode, glavna komponenta je mineralno ulje, ne sadrži hlor i zadovoljava zahtjeve za obradu legura nikla. Ova tekućina za rezanje može zadovoljiti zahtjeve nikla obrada legura.

6. Programiranje softvera Gibbscam

GibbsCAM je CAM softver za CNC obradu dijelova, posebno CAM rješenja za obradu u području struganja i glodanja. Osim tokarenja i glodanja, također podržava glodanje od 2 do 5 osa, struganje, povezano glodanje više zadataka strojne obrade i rezanje žice. Njegova najveća karakteristika je koncizan interfejs, jednostavan za učenje i korišćenje, a način rada je veoma u skladu sa našim zanatskim navikama. Ušla je na kinesko tržište u junu 2008. Naša kompanija je kupila softver u julu 2009. Uglavnom se koristi u digitalnim tokarskim, digitalnim glodanjem, kompozitnim struganjem i glodanjem i petoosnim obradnim centrima. Ova vrsta opreme ima tokarenje, glodanje i bušenje. , Provrtanje, provlačenje (urezi) i druge funkcije, sa X, Y, Z, C, E i A osovinama. CAM softver se može koristiti za bilo koje višeosno povezivanje za realizaciju obrade različitih složenih dijelova. Uz raznolikost i složenost novih dijelova, neophodno je koristiti softver za programiranje za NC programiranje. Putanja alata vitkog dijela osovine prikazana je na slici 4.

7. Analiza verifikacije okretanja obrade

S obzirom na to da automatsko struganje za rezanje spada u jednorezno tokarenje na mjestu, sila rezanja je velika, što uzrokuje lako deformaciju dijelova i lošu kvalitetu površine. Potrebno je pregledati svaki dio, modificirati varijaciju u vremenu, te promijeniti parametre programa i kompenzaciju alata. Istovremeno, pošto je oprema za obradu automatska mašina za uzdužno sečenje, oprema ne deli grubu i finu obradu, a sva tačnost dimenzija se obrađuje u jednom prolazu, pa se postavljaju veći zahtevi na performanse alata.

Prilikom rezanja legure nikl-hrom-nikl-silicijum, temperatura rezanja je visoka, trajnost alata je mala, a brzina rezanja ima najveći uticaj na temperaturu rezanja. Općenito, alat od cementnog karbida održava se na 650℃～750℃. Kroz nekoliko eksperimenata tokarenja dobijaju se sljedeći parametri rezanja:

1) Brzina rezanja vc

Brzina rezanja ima najveći utjecaj na trajnost alata. Brzinu rezanja najbolje je podesiti pod uvjetom minimalnog trošenja alata. Može se podesiti prema tvrdoći i dubini rezanja različitih materijala za sečenje. Pokušajte odabrati nižu brzinu rezanja za obradu legura nikla. Općenito, grubo glodanje je 20-50 m/min, a fino 40-70 m/min;

2) Količina hrane f

Brzina pomaka malo utiče na trajnost alata. U slučaju da se osigura hrapavost obrađene površine, može se odabrati veći pomak. Generalno, može se odabrati 0.003～0.006 mm/r, a brzina pomaka ne može biti prevelika. Previše će ubrzati trošenje alata, povećati silu rezanja i uzrokovati deformaciju dijelova. Stoga, općenito ne bi trebao biti veći od 0.006 mm/r;

3) Dubina reza ap

Dubina rezanja najmanje utiče na trajnost alata. Općenito, prvo se može koristiti veća dubina rezanja, što može spriječiti vrh alata da seče u očvrslom sloju, a također može povećati radnu dužinu ruba alata, što je korisno za odvođenje topline. Tolerancija dimenzija, dubina reza je jednaka blanku minus veličina dijela, i ne može se podesiti ručno.

Korišćenjem Kyocerinih specijalnih sečiva za obradu legure nikla i Sandvik specijalnih sečiva od legure nikla za verifikaciju obrade, rezultati CNC obrade delova prikazani su na slikama 5 i 6. Površinski efekat delova je dobar, a alat nema očiglednog habanja; hrapavost dijelova obrađenih Sandvik noževima je velika, što ne može zadovoljiti zahtjeve crteža. Stoga se Kyocera oštrice koriste za vanjske kružne oštrice. Ako marku treba popraviti, prednost se daje Kyocera oštricama.

8. rezime

U cilju rješavanja problema da kontakti legure nikl-krom-nikl-silicijum nemaju mogućnost obrade, ovaj članak polazi od aspekata alata i procesnih parametara, provodi mnogo procesnih testova, pronalazi alat pogodan za nikl-hrom- obradom nikl-silicijumske legure, optimizuje parametre obrade i rešava problem. Kako bi se riješio problem obrade legure nikl-hrom-nikl-silicijum, radionica je uspjela obraditi materijal od nemogućnosti obrade. Po prvi put ima mogućnost obrade materijala od legura nikl-hrom-nikl-silicijum, što značajno poboljšava kvalitet obrade i efikasnost CNC obrade delova. Serijska proizvodnja legura kontakata je postavila temelje.

Link do ovog članka: Istraživanje o tehnologiji okretanja vitkih vratila od legure Ni-Si

Izjava o ponovnom ispisu: Ako nema posebnih uputa, svi članci na ovoj web stranici su originalni. Molimo navedite izvor za ponovno štampanje: https: //www.cncmachiningptj.com/，hvala！

PTJ CNC trgovina proizvodi dijelove s izvrsnim mehaničkim svojstvima, tačnošću i ponovljivošću od metala i plastike. Dostupno 5-osno CNC glodanje.Obrada visokotemperaturne legure opseg inkludiranja inconel obrada,monel obrada,Geek askološka obrada,Šaran 49 obrada,Hastelloy obrada,Obrada Nitronic-60,Obrada Hymu 80,Alatna obrada čelika, itd.,. Idealno za svemirske primjene.CNC obrada proizvodi dijelove izvrsnih mehaničkih svojstava, tačnosti i ponovljivosti od metala i plastike. Dostupno 3-osno i 5-osno CNC glodanje. Mi ćemo zajedno s vama strateški ponuditi najisplativije usluge koje će vam pomoći da postignete svoj cilj. Dobrodošli u Kontaktirajte nas ( sales@pintejin.com ) direktno za vaš novi projekat.