Исследование технологии токарной обработки тонких валов из никель-кремниевых сплавов

1. Введение

Жаропрочные сплавы еще называют жаропрочными сплавами или жаропрочными сплавами. Это сложный многокомпонентный сплав на основе железа, никеля, кобальта, титана и т. Д., Который может работать в условиях высокотемпературной окислительной среды и газовой коррозии 600 ~ 1000 ℃. Кроме того, он может работать в течение длительного времени при определенных нагрузках и обладает отличными характеристиками термической прочности, термической стабильности и термической усталости.

Однако жаропрочные сплавы являются типичными труднообрабатываемыми материалами с твердостью выше 250HBS, прочностью σb> 0.98 ГПа, относительным удлинением δ> 30%, ударной вязкостью ak> 9.8 × 105 Дж / м2, теплопроводностью k <41.9 Вт / (м2 ℃), Высокая термостойкость напрямую увеличивает сложность обработки. Под совместным действием большой силы резания и высокой температуры во время обработки инструмент образует фрагменты или деформируется, а затем ломается; Кроме того, этот тип сплава быстро вызовет явление наклепа, и заготовка будет получена во время обработки. Закаленная поверхность инструмента приведет к тому, что режущая кромка инструмента будет создавать зазоры по глубине резания, вызывать нежелательное напряжение на заготовке и нарушать геометрическую точность обрабатываемых деталей.

2. Анализ текущей ситуации.

Зарубежные ученые провели много исследований по резке суперсплавов. В 1939 году британская компания Mond Nickel (International Nickel Company) впервые разработала сплав на основе никеля Nimonic 75, а затем Nimonic 80 успешно использовался в материале лопаток турбореактивных двигателей, образуя серию сплавов на основе никеля Nimonic. В начале 1940 года США разработали сплав на основе никеля Hastelloy B для использования в реактивном двигателе GE Bellp-59. В 1950 году американские компании PW Company, GE Company и Special Metal Company разработали сплавы Waspalloy, M-252 и Udmit 500 соответственно и на их основе сформировали марки Inconel, Mar-M и Udmit, которые широко используются в лопатках турбин. . С 1940 по середину 1950 года состав сплава корректировался. 1950: Появление технологии вакуумной плавки позволило разработать большое количество высокопроизводительных литейных суперсплавов, таких как Mar-M200 и In 100. После 1960 года разработка новых процессов, таких как направленная кристаллизация, монокристаллические сплавы, порошковая металлургия, механическое легирование и керамическая фильтрация изотермических ковка стали основной движущей силой развития суперсплавов. Точно так же отечественные ученые также провели много исследований. С 1956 по 1957 годы сплавы GH3030, GH4033, GH34 и K412 успешно производились для двигателей WP-5; в 1960 г. были последовательно произведены испытания сплавов GH4037, GH3039, GH3044, GH4049, GH3128, K417 и других. Успешно разработан; также последовательно разработала партию суперсплавов для различных ракетных двигателей; в то же время суперсплавы начали популяризироваться и применяться в секторах гражданской промышленности, таких как дизельные турбокомпрессоры, наземные газовые турбины и т. д., и одна за другой разрабатывались партии жаропрочных сплавов. Абразивно-стойкие суперсплавы; в 1970 г. начали формироваться опытное производство и исследование жаропрочных сплавов. Благодаря имитации, переработке и развитию советских суперсплавов в качестве основного сплава и качества его обработки он достиг или превзошел советский стандарт и реальный уровень. Все материалы, необходимые для двигателя, производятся в Китае.

В настоящее время компания Разъемы и реле не имеют корпусов из жаропрочного сплава. Suzhou Huatan поставляет продукцию компании Halliburton и часто обрабатывает жаропрочные сплавы. Подразделение продукции Guiyang отвечает за параметры резки, инструментальные материалы и углы, охлаждение и смазку, а также за материалы во время обработки жаропрочных сплавов. Систематических исследований производительности недостаточно, и срочно необходимы систематические исследования обработки жаропрочных сплавов, чтобы заложить основу для массового производства высокопроизводительных Разъемы в будущем. Поэтому существует острая необходимость в проведении исследований по технологии обработки жаропрочных сплавов для удовлетворения реальных производственных потребностей цеха.

3. Анализ структуры детали

Части тела иглы стройной вал требуют высокой механической прочности и сильного сопротивления ползучести при высоких температурах. Общая длина корпуса иглы составляет 32 мм, а диаметры составляют соответственно φ1.2 мм, φ1.5 мм и φ1.58 мм, которые относятся к тонкой игле. вал части. , Его легко деформировать во время обработки, и деформацию необходимо контролировать для удовлетворения производственных требований.

4. Выбор инструмента

Поскольку обработка никель-кремниевого сплава требует высокой твердости, плотной текстуры, хорошего эффекта теплопередачи и высокой активности при высоких температурах, особенно при 600 ℃, он образует твердый раствор с кислородом и азотом. При обработке никель-кремниевого сплава твердость поверхности значительно возрастет. Обладает сильным истирающим действием. Из-за износостойкости и стойкости к высоким температурам инструментов с покрытием, инструменты для нанесения покрытий следует как можно чаще использовать при обработке таких деталей из жаропрочных сплавов.

Инструменты из цементированного карбида с покрытием почти подходят для резки различных труднообрабатываемых материалов, но характеристики покрытия (одинарное покрытие и композитное покрытие) сильно различаются. Поэтому подходящие покрытия следует выбирать в зависимости от материала инструмента различных объектов обработки. Твердый сплав с алмазным покрытием и твердый сплав с покрытием DLC (алмазоподобный углерод) дополнительно расширяют диапазон применения инструментов с покрытием и слепо выбирают лезвия из нового материала исходя из реальных потребностей обработки, что также может увеличить затраты на обработку и использовать новые материалы при установке лезвия , если скорость резания и скорость подачи неправильные, это также повлияет на качество заготовки и срок службы инструмента. Поэтому при выборе режущих пластин для труднообрабатываемых материалов необходимо правильно оценить экономичность обработки и всесторонне рассмотреть весь процесс обработки.

На основе анализа выбора инструмента в данной статье выбираются пластины для обработки из специального никелевого сплава Kyocera и пластины из специального никелевого сплава Sandvik для экспериментов по обработке. Производительность режущего инструмента представлена ​​в таблице 1.

5. Анализ смазочно-охлаждающей жидкости.

Смазочно-охлаждающая жидкость может быть смазочно-охлаждающей жидкостью на водной основе, которая обладает быстрой теплопередачей и хорошей текучестью. Нельзя использовать хлорсодержащую смазочно-охлаждающую жидкость. Его нельзя смешивать с алюминием, цинком и его сплавами, медью и оловом во время обработки. Если смазочно-охлаждающая жидкость содержит хлор, он будет разлагаться и выделять водород при высоких температурах во время процесса резки, что вызовет охрупчивание эпидермиса после поглощения никелем, а также может вызвать высокотемпературное коррозионное растрескивание никелевых сплавов под напряжением.

В качестве смазочно-охлаждающей жидкости для мастерских в основном используется смазочно-охлаждающая жидкость марки Flowserve, модель ECOCOOL EM5 - это водорастворимая смазочно-охлаждающая жидкость молочно-белого цвета, химический состав которой показан в таблице 2. Из таблицы 2 видно, что эта смазочно-охлаждающая жидкость имеет водную основу, основной компонент - минеральное масло, не содержит хлора и отвечает требованиям обработки никелевых сплавов. Эта смазочно-охлаждающая жидкость может соответствовать требованиям никеля. обработка сплава.

6. программирование программного обеспечения Gibbscam

GibbsCAM - это программное обеспечение CAM для обработки деталей с ЧПУ, особенно решения для обработки CAM в области токарной и фрезерной обработки. Помимо токарной и фрезерной обработки, он также поддерживает фрезерование от 2 до 5 осей, токарную обработку, сопряженное фрезерование, многозадачную обработку и проволочную резку. Самая большая его особенность - лаконичный интерфейс, простой в освоении и использовании, а режим работы полностью соответствует нашим ремесленным привычкам. Компания вышла на китайский рынок в июне 2008 года. Наша компания приобрела программное обеспечение в июле 2009 года. Оно в основном используется в цифровых токарных, цифровых фрезерных, токарно-фрезерных композитных и пятиосевых обрабатывающих центрах. К этому виду оборудования относятся токарные, фрезерные и сверлильные. , Растачивание, протяжка (прорези) и другие функции с осями X, Y, Z, C, E и A. Программное обеспечение CAM можно использовать для любого многоосевого рычажного механизма для реализации обработки различных сложных деталей. Из-за разнообразия и сложности новых деталей совершенно необходимо использовать программное обеспечение для программирования ЧПУ. Траектория инструмента тонкой части вала показана на рисунке 4.

7. Поверочный анализ обработки токарной обработки

Поскольку автоматическое продольное точение относится к точению за один проход на месте, сила резания велика, что приводит к легкой деформации деталей и плохому качеству поверхности. Необходимо проверить каждую деталь, изменить изменение во времени и изменить параметры программы и коррекцию инструмента. В то же время, поскольку обрабатывающее оборудование представляет собой автомат для продольной резки, оборудование не разделяет черновую и тонкую обработку, а вся точность размеров обрабатывается за один проход, поэтому к производительности инструмента предъявляются более высокие требования.

При резке сплава никель-хром-никель-кремний температура резания высокая, долговечность инструмента низкая, а скорость резания оказывает наибольшее влияние на температуру резания. Обычно твердосплавный инструмент выдерживают при температуре 650 ℃ 750 ℃. В результате нескольких токарных экспериментов были получены следующие параметры резания:

1) Скорость резания vc

Скорость резания в наибольшей степени влияет на долговечность инструмента. Лучше всего устанавливать скорость резания из условия минимального износа инструмента. Его можно настроить в зависимости от твердости и глубины резания различных режущих материалов. Старайтесь выбирать меньшую скорость резания для обработки никелевых сплавов. Как правило, грубое фрезерование составляет 20-50 м / мин, а тонкое фрезерование - 40-70 м / мин;

2) Количество корма f

Скорость подачи мало влияет на долговечность инструмента. В случае обеспечения шероховатости обрабатываемой поверхности можно выбрать большую подачу. Как правило, можно выбрать 0.003 ～ 0.006 мм / об, и скорость подачи не может быть слишком большой. Слишком большое усилие приведет к более быстрому износу инструмента, увеличению силы резания и деформации деталей. Следовательно, обычно оно не должно превышать 0.006 мм / об;

3) Глубина пропила ap

Глубина резания меньше всего влияет на долговечность инструмента. Как правило, сначала можно использовать большую глубину резания, что может предотвратить врезание режущей кромки инструмента в упрочненный слой, а также может увеличить рабочую длину кромки инструмента, что способствует отводу тепла. Допуск на размер, глубина резания равна заготовке за вычетом размера детали и не может быть отрегулирована вручную.

Благодаря использованию лезвий для обработки из специального никелевого сплава Kyocera и лезвия из специального никелевого сплава Sandvik для проверки обработки результаты обработки деталей с ЧПУ показаны на рисунках 5 и 6. Поверхностное воздействие деталей хорошее, и инструмент не имеет явного износа; шероховатость деталей, обрабатываемых лопастями Sandvik, велика, что не соответствует требованиям чертежей. Поэтому лезвия Kyocera используются для наружных дисковых лезвий. Если бренд требует ремонта, предпочтительнее лезвия Kyocera.

8. Резюме

Стремясь решить проблему, заключающуюся в том, что контакты из сплава никель-хром-никель-кремний не могут обрабатываться, эта статья начинает с аспектов инструментов и параметров процесса, проводит множество технологических испытаний, находит инструмент, подходящий для никель-хром-никель-кремниевых сплавов. обработка никель-кремниевого сплава, оптимизирует параметры обработки и решает проблему. Чтобы решить проблему обработки сплава никель-хром-никель-кремний, цех смог обработать материал так, чтобы его невозможно было обработать. Впервые он имеет возможность обрабатывать материалы из сплава никель-хром-никель-кремний, что значительно улучшает качество обработки и эффективность обработки деталей с ЧПУ. Основой стало серийное производство контактов из сплавов.

Ссылка на эту статью ： Исследование технологии токарной обработки тонких валов из никель-кремниевых сплавов

Заявление о перепечатке: Если нет специальных инструкций, все статьи на этом сайте являются оригинальными. Укажите источник для перепечатки: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

Цех ЧПУ PTJ производит детали из металла и пластика с отличными механическими свойствами, точностью и повторяемостью. Доступны 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ.Обработка жаропрочного сплава диапазон, включая обработка инконеля,обработка монеля,Компьютерщик Ascology обработка,Карп 49 обработка,Обработка Хастеллой,Обработка нитроником-60,Hymu 80 механическая обработка,Обработка инструментальной стали,так далее.,. Идеально подходит для применения в аэрокосмической отрасли.CNC-обработка производит детали с превосходными механическими свойствами, точностью и повторяемостью из металла и пластика. Доступны 3-осевые и 5-осевые фрезерные станки с ЧПУ. Мы разработаем с вами стратегию предоставления наиболее экономичных услуг, которые помогут вам достичь вашей цели. Добро пожаловать, чтобы связаться с нами ( sales@pintejin.com ) непосредственно для вашего нового проекта.