Дослідження технології токарного стругового валу зі сплаву Ni-Si

1. Введення

Жаропрочні сплави ще називають жароміцними сплавами або жароміцними сплавами. Це складний багатокомпонентний сплав на основі заліза, нікелю, кобальту, титану тощо, який може працювати в умовах високотемпературного окислення та газової корозії 600~1000 ℃. Крім того, він може працювати протягом тривалого часу під певним навантаженням і має чудову термічну міцність, термічну стабільність і теплову втому.

Проте високотемпературні сплави є типовими важкооброблюваними матеріалами, з твердістю вище 250HBS, міцністю σb>0.98GPa, подовженням δ>30%, ударною міцністю ak>9.8×105J/m2, теплопровідністю k<41.9W/ (м2℃), стійкість до високих температур безпосередньо ускладнює обробку. Під спільною дією великої сили різання та високої температури під час обробки інструмент створює осколки або деформацію, а потім ламається; крім того, цей тип сплаву швидко вироблятиме явище зміцнення, і заготовка буде вироблятися під час обробки. Загартована поверхня інструменту призведе до того, що ріжуча кромка інструменту створюватиме прогалини в глибині різання, спричинить небажане навантаження на заготовку та порушить геометричну точність оброблених деталей.

2. Аналіз поточної ситуації

Зарубіжні вчені провели багато досліджень з різання суперсплавів. У 1939 році британська компанія Mond Nickel (International Nickel Company) вперше розробила сплав на основі нікелю Nimonic 75, а потім Nimonic 80 був успішно використаний у матеріалі лопатей турбореактивних двигунів, утворивши серію сплавів на основі нікелю Nimonic. На початку 1940 року Сполучені Штати розробили сплав на основі нікелю Hastelloy B для використання в реактивному двигуні Bellp-59 компанії GE. У 1950 році American PW Company, GE Company і Special Metal Company розробили відповідно сплави Waspalloy, M-252 і Udmit 500 і сформували на цій основі марки Inconel, Mar-M і Udmit, які широко використовуються в турбінних лопатках. . З 1940 р. до середини 1950 р. склад сплаву коригували. 1950: Поява технології вакуумного плавлення дозволила розробити велику кількість високоефективних ливарних суперсплавів, таких як Mar-M200 та In 100. Після 1960 року розробка нових процесів, таких як спрямоване затвердіння, монокристалічні сплави, порошкова металургія, механічне легування та ізотермічна керамічна фільтрація кування стали основною рушійною силою розвитку суперсплавів. Так само чимало досліджували і вітчизняні вчені. З 1956 по 1957 рік для двигунів WP-3030 були успішно вироблені сплави GH4033, GH34, GH412 і K5; в 1960 році були послідовно дослідно виготовлені сплави GH4037, GH3039, GH3044, GH4049, GH3128, K417 та інші. Успішно розвивається; також послідовно розробив партію суперсплавів для різних ракетних двигунів; у той же час суперсплави почали популяризувати та застосовувати в секторах цивільної промисловості, таких як дизельні турбокомпресори, наземні газові турбіни тощо, і одна за одною були розроблені партії високотемпературних сплавів. Стирання та корозійностійкі суперсплави; у 1970 році почалося пробне виробництво та дослідження суперсплавів. Завдяки імітації, перетравленню та розвитку радянських суперсплавів як основного сплаву та якості його процесу він досяг або перевищив радянський стандарт і фактичний рівень. Усі матеріали, необхідні для двигуна, знаходяться в Китаї.

В даний час компанії Роз'єми і реле не мають оболонок з жароміцного сплаву. Suzhou Huatan постачає Halliburton і часто обробляє високотемпературні сплави. Продуктовий відділ Guiyang відповідає за параметри різання, інструментальні матеріали та кути, охолодження та змащування, а також матеріали під час обробки високотемпературних сплавів. Систематичних досліджень продуктивності недостатньо, і терміново необхідні систематичні дослідження високотемпературної обробки сплавів, щоб закласти основу для масового виробництва високопродуктивних Роз'єми в майбутньому. Тому існує нагальна потреба у проведенні досліджень технології обробки високотемпературних сплавів для задоволення реальних виробничих потреб цеху.

3. Аналіз структури деталей

Частини тіла голки тонкі вал вимагають високої механічної міцності та сильного опору повзучості при високій температурі. Загальна довжина тіла голки становить 32 мм, а діаметри відповідно φ1.2 мм, φ1.5 мм і φ1.58 мм, які належать до тонкого вал частин. , Його легко деформувати під час обробки, і деформацію потрібно контролювати, щоб відповідати виробничим вимогам.

4. Вибір інструменту

Оскільки обробка нікель-кремнієвого сплаву вимагає високої твердості, щільної текстури, хорошого ефекту теплопередачі та сильної високотемпературної активності, особливо при 600 ℃, він утворює твердий розчин з киснем і азотом. При обробці нікель-кремнієвого сплаву твердість поверхні значно збільшиться. Має сильний ефект стирання. Завдяки зносостійкості та високотемпературній стійкості інструментів з покриттям, інструменти для нанесення покриття слід використовувати якомога частіше при обробці таких деталей зі сплавів, що витримують високу температуру.

Інструменти з твердого сплаву з покриттям майже придатні для різання різних важкооброблюваних матеріалів, але продуктивність покриття (одного покриття та композитного покриття) дуже відрізняється. Тому відповідні покриття слід вибирати відповідно до різних об’єктів обробки Матеріал інструменту. Цементований твердий сплав із алмазним покриттям і цементований твердий сплав із покриттям DLC (Diamond Like Carbon) ще більше розширюють діапазон застосування інструментів із покриттям і сліпо вибирають леза з нового матеріалу поза реальними потребами обробки, що також може збільшити витрати на обробку та використовувати нові матеріали під час вставлення леза Якщо швидкість різання та швидкість подачі неправильні, це також вплине на якість заготовки та термін служби інструменту. Тому при виборі ріжучих пластин для важкооброблюваних матеріалів необхідно правильно оцінити економічність обробки і комплексно розглядати весь процес обробки.

На основі аналізу вибору інструменту в цій статті для експериментів з обробки вибираються пластини Kyocera зі спеціального сплаву нікелю та пластини Sandvik зі спеціального сплаву нікелю. Продуктивність ріжучих інструментів наведена в таблиці 1.

5. Аналіз СОЖ

Ріжуча рідина може бути рідиною на водній основі, яка має швидкий теплообмін і хорошу плинність. Не можна використовувати охолоджуючу рідину, що містить хлор. При обробці його не можна змішувати з алюмінієм, цинком і його сплавами, міддю і оловом. Якщо ріжуча рідина містить хлор, вона розкладеться та виділить водень при високих температурах під час процесу різання, що спричинить крихкість епідермісу після поглинання нікелем, а також може спричинити корозійне розтріскування нікелевих сплавів при високій температурі.

Рідина для різання в майстернях в основному використовує бренд Flowserve, модель ECOCOOL EM5 – це молочно-біла водорозчинна рідина для різання, її хімічний склад наведено в таблиці 2. З таблиці 2 видно, що ця рідина для різання на водній основі, Основний компонент - мінеральне масло, не містить хлору, відповідає вимогам обробки нікелевих сплавів. Ця ріжуча рідина може відповідати вимогам нікелю обробка сплавів.

6.Програмування програмного забезпечення Gibbscam

GibbsCAM — це програмне забезпечення CAM для обробки деталей з ЧПК, особливо рішень для обробки CAM у сфері токарної та фрезерної обробки. Окрім токарної та фрезерної обробки, він також підтримує фрезерування від 2 до 5 осей, токарну обробку, пов’язане фрезерування, багатофункціональну обробку та різання дроту. Його найбільшою особливістю є його стислий інтерфейс, простий у вивченні та використанні, а режим роботи дуже відповідає нашим ремісничим звичкам. Вийшла на китайський ринок у червні 2008 року. Наша компанія придбала програмне забезпечення в липні 2009 року. Воно в основному використовується в цифрових токарних, цифрових фрезерних, токарно-фрезерних композитних і п’ятиосьових обробних центрах компанії. У цьому виді обладнання є токарна, фрезерна, свердлильна. , Розточування, протягування (шліци) та інші функції з осями X, Y, Z, C, E та A. Програмне забезпечення CAM можна використовувати для будь-якого багатоосьового з’єднання для обробки різних складних деталей. З диверсифікацією та складністю нових деталей необхідно використовувати програмне забезпечення для програмування NC. Траєкторія тонкої частини вала показана на малюнку 4.

7. Верифікаційний аналіз токарної обробки

Оскільки автоматичне токарне різання належить до одноразового точіння на місці, сила різання велика, що призводить до легкої деформації деталей і поганої якості поверхні. Необхідно перевірити кожну деталь, вчасно змінити зміну та змінити параметри програми та компенсацію інструменту. У той же час, оскільки обробне обладнання - це автоматична машина поздовжнього різання, обладнання не поділяє грубу та тонку обробку, і вся точність розмірів обробляється за один прохід, тому до продуктивності інструменту висуваються більш високі вимоги.

При різанні нікель-хром-нікель-кремнієвого сплаву температура різання висока, довговічність інструменту низька, а швидкість різання має найбільший вплив на температуру різання. Як правило, твердосплавний інструмент зберігається при 650 ℃ ~ 750 ℃. За допомогою кількох експериментів токарної обробки були отримані такі параметри різання:

1) Швидкість різання vc

Швидкість різання найбільше впливає на довговічність інструменту. Найкраще встановлювати швидкість різання за умови мінімального зносу інструменту. Його можна встановити відповідно до твердості та глибини різання різних ріжучих матеріалів. Для обробки нікелевих сплавів намагайтеся вибирати меншу швидкість різання. Як правило, грубе фрезерування становить 20-50 м / хв, а тонке фрезерування - 40-70 м / хв;

2) Кількість корму f

Швидкість подачі мало впливає на довговічність інструменту. У разі забезпечення шорсткості поверхні обробленої може бути обрана більша швидкість подачі. Зазвичай можна вибрати 0.003～0.006 мм/об, і швидкість подачі не може бути надто великою. Занадто велика кількість прискорить знос інструменту, збільшить силу різання та спричинить деформацію деталей. Тому, як правило, він не повинен перевищувати 0.006 мм/об;

3) Глибина пропилу ap

Глибина різання найменше впливає на довговічність інструменту. Як правило, спочатку можна використовувати більшу глибину різання, що може запобігти врізанню наконечника інструмента в загартований шар, а також може збільшити робочу довжину кромки інструменту, що сприятиме розсіюванню тепла. Допуск на розміри, глибина різу дорівнює розміру заготовки мінус розмір деталі, і не може бути відрегульована вручну.

Завдяки використанню спеціальних лез для обробки з нікелевого сплаву Kyocera та спеціальних лез із нікелевого сплаву Sandvik для перевірки обробки результати обробки деталей з ЧПК показані на малюнках 5 і 6. Ефект поверхні деталей хороший, і інструмент не має явного зносу; шорсткість деталей, оброблених лезами Sandvik, велика, що не відповідає вимогам креслень. Тому леза Kyocera використовуються для зовнішніх круглих лез. Якщо бренд потрібно виправити, перевагу надають лезам Kyocera.

8. резюме

Розглядаючи проблему, пов’язану з тим, що контакти зі сплаву нікель-хром-нікель-кремній не можуть оброблятися, ця стаття починає розглядати аспекти інструментів і параметрів процесу, проводить багато випробувань процесу, знаходить інструмент, придатний для нікель-хром- обробка нікель-кремнієвого сплаву, оптимізує параметри обробки та вирішує проблему. Щоб вирішити проблему обробки нікель-хром-нікель-кремнієвих сплавів, майстерня змогла обробити матеріал від неможливості його обробки. Вперше він має можливість обробляти матеріали зі сплаву нікель-хром-нікель-кремній, що значно покращує якість обробки та ефективність обробки деталей з ЧПК. Основу заклало серійне виробництво сплавних контактів.

Посилання на цю статтю: Дослідження технології токарного стругового валу зі сплаву Ni-Si

Заява про передрук: якщо немає спеціальних інструкцій, усі статті на цьому сайті оригінальні. Будь ласка, вкажіть джерело для передруку: https://www.cncmachiningptj.com/，дякую！

Цех з ЧПУ PTJ виробляє деталі з чудовими механічними властивостями, точністю та повторюваністю з металу та пластику. Доступне 5-осьове фрезерування з ЧПУ.Обробка високотемпературного сплаву діапазон вголос механічна обробка інконелей,обробка монелем,Обробка аскології Geek,Карп 49 механічна обробка,Обробка Hastelloy,Обробка Nitronic-60,Обробка Hymu 80,Механічна обробка інструментальної сталі, тощо. Ідеально підходить для космічних застосувань.Обробка з ЧПУ виробляє деталі з чудовими механічними властивостями, точністю та повторюваністю з металу та пластику. Доступні 3-осьові та 5-осьові фрезерні верстати з ЧПУ. Ми допоможемо вам запропонувати найбільш економічно ефективні послуги, які допоможуть вам досягти своєї мети. Ласкаво просимо зв’язатися з нами ( sales@pintejin.com ) безпосередньо для вашого нового проекту.