Nghiên cứu về công nghệ quay trục thanh mảnh bằng hợp kim Ni-Si

1. Giới thiệu

Hợp kim nhiệt độ cao còn được gọi là hợp kim chịu nhiệt hoặc hợp kim chịu nhiệt. Nó là một hợp kim nhiều thành phần phức tạp dựa trên sắt, niken, coban, titan, v.v., có thể làm việc trong môi trường ôxy hóa nhiệt độ cao và điều kiện ăn mòn khí 600 ~ 1000 ℃. Hơn nữa, nó có thể hoạt động trong một thời gian dài dưới áp lực nhất định, và có độ bền nhiệt, độ ổn định nhiệt và hiệu suất mỏi nhiệt tuyệt vời.

Tuy nhiên, hợp kim nhiệt độ cao là vật liệu khó cắt điển hình, có độ cứng cao hơn 250HBS, độ bền σb> 0.98GPa, độ giãn dài δ> 30%, giá trị va đập ak> 9.8 × 105J / m2, độ dẫn nhiệt k <41.9W / (m2 ℃), Khả năng chịu nhiệt độ cao trực tiếp làm tăng độ khó của quá trình xử lý. Dưới tác động kết hợp của lực cắt lớn và nhiệt độ cao trong quá trình gia công, công cụ tạo ra các mảnh hoặc biến dạng, và sau đó bị vỡ; ngoài ra, loại hợp kim này sẽ nhanh chóng sinh ra hiện tượng gia công cứng, phôi sẽ sinh ra trong quá trình gia công. Bề mặt cứng của dụng cụ sẽ làm cho lưỡi cắt của dụng cụ tạo ra các khe hở theo chiều sâu của vết cắt, và gây ra ứng suất không mong muốn trên phôi, và phá hủy độ chính xác hình học của các chi tiết được gia công.

2. Phân tích thực trạng

Các học giả nước ngoài đã nghiên cứu rất nhiều về việc cắt các siêu hợp kim. Năm 1939, Công ty Mond Nickel của Anh (Công ty Niken Quốc tế) lần đầu tiên phát triển hợp kim niken Nimonic 75, và sau đó Nimonic 80 được sử dụng thành công trong vật liệu lưỡi của động cơ tuốc bin phản lực, tạo thành loạt hợp kim niken Nimonic. Đầu năm 1940, Hoa Kỳ đã phát triển hợp kim niken Hastelloy B để sử dụng cho động cơ phản lực Bellp-59 của GE. Năm 1950, Công ty PW của Mỹ, Công ty GE và Công ty Special Metal đã phát triển các hợp kim Waspalloy, M-252 và Udmit 500 tương ứng, và hình thành các cấp Inconel, Mar-M và Udmit trên cơ sở này, được sử dụng rộng rãi trong các cánh tuabin. . Từ năm 1940 đến giữa năm 1950, thành phần hợp kim đã được điều chỉnh. Năm 1950: Sự xuất hiện của công nghệ nấu chảy chân không cho phép phát triển một số lượng lớn các siêu hợp kim đúc hiệu suất cao như Mar-M200 và Năm 100. Sau năm 1960, sự phát triển của các quy trình mới như đông đặc định hướng, hợp kim đơn tinh thể, luyện kim bột, hợp kim cơ học và lọc gốm đẳng nhiệt rèn đã trở thành động lực chính cho sự phát triển của siêu hợp kim. Tương tự, các học giả trong nước cũng đã dày công nghiên cứu. Từ năm 1956 đến năm 1957, các hợp kim GH3030, GH4033, GH34 và K412 đã được sản xuất thử nghiệm thành công cho động cơ WP-5; năm 1960, GH4037, GH3039, GH3044, GH4049, GH3128, K417 và các hợp kim khác liên tiếp được sản xuất thử nghiệm. Phát triển thành công; cũng liên tiếp phát triển một loạt các siêu hợp kim cho các động cơ tên lửa khác nhau; Đồng thời, siêu hợp kim bắt đầu được phổ biến và ứng dụng vào các lĩnh vực công nghiệp dân dụng, chẳng hạn như máy tăng áp diesel, tuabin khí mặt đất, v.v., và hàng loạt hợp kim chịu nhiệt độ cao lần lượt được phát triển. Siêu hợp kim chống mài mòn và chống ăn mòn; vào năm 1970, việc sản xuất thử nghiệm và nghiên cứu siêu hợp kim đã bắt đầu hình thành. Thông qua việc bắt chước, tiêu hóa và phát triển các siêu hợp kim của Liên Xô làm hợp kim chính và chất lượng quy trình của nó, nó đã đạt hoặc vượt quá tiêu chuẩn và mức độ thực tế của Liên Xô. Tất cả các vật liệu cần thiết cho động cơ đều có nguồn gốc từ Trung Quốc.

Hiện tại, công ty kết nối và rơ le không có vỏ hợp kim chịu nhiệt cao. Suzhou Huatan cung cấp Halliburton và thường gia công các hợp kim ở nhiệt độ cao. Bộ phận Sản phẩm Quý Dương chịu trách nhiệm về các thông số cắt, vật liệu và góc của dụng cụ, làm mát và bôi trơn, và các vật liệu trong quá trình gia công hợp kim ở nhiệt độ cao. Nghiên cứu có hệ thống về hiệu suất là không đủ, và nghiên cứu có hệ thống về chế biến hợp kim ở nhiệt độ cao là cần thiết để tạo nền tảng cho việc sản xuất hàng loạt sản phẩm hiệu suất cao kết nối trong tương lai. Vì vậy, việc nghiên cứu công nghệ gia công hợp kim ở nhiệt độ cao để đáp ứng nhu cầu sản xuất thực tế của xưởng là hết sức cấp thiết.

3. Phân tích cấu trúc bộ phận

Các bộ phận thân kim của thanh mảnh thân cây yêu cầu độ bền cơ học cao và khả năng chống rão mạnh ở nhiệt độ cao. Tổng chiều dài của thân kim là 32mm, và đường kính lần lượt là φ1.2mm, φ1.5mm và φ1.58mm, thuộc loại thanh mảnh thân cây các bộ phận. Dễ bị biến dạng trong quá trình gia công, và sự biến dạng cần được kiểm soát để đáp ứng các yêu cầu sản xuất.

4. Lựa chọn công cụ

Vì quá trình gia công hợp kim niken-silic đòi hỏi độ cứng cao, kết cấu chặt chẽ, hiệu quả truyền nhiệt tốt và hoạt động mạnh ở nhiệt độ cao, đặc biệt là ở 600 ℃, nó sẽ tạo thành một dung dịch rắn với oxy và nitơ. Khi gia công hợp kim niken-silic, độ cứng bề mặt sẽ tăng lên đáng kể. Có tác dụng mài mòn mạnh. Do khả năng chịu mài mòn và chịu nhiệt độ cao của các dụng cụ được tráng, nên sử dụng các dụng cụ có lớp phủ càng nhiều càng tốt khi gia công các chi tiết bằng hợp kim ở nhiệt độ cao đó.

Dụng cụ cacbua tráng xi măng hầu như thích hợp để cắt các vật liệu khó chế tạo khác nhau, nhưng hiệu suất của lớp phủ (lớp phủ đơn và lớp phủ tổng hợp) là rất khác nhau. Do đó, các lớp phủ phù hợp nên được lựa chọn tùy theo các đối tượng gia công khác nhau Vật liệu công cụ. Cacbua xi măng phủ kim cương và cacbua xi măng phủ DLC (Diamond Like Carbon) mở rộng hơn nữa phạm vi ứng dụng của các công cụ được phủ và chọn lưỡi vật liệu mới ngoài nhu cầu xử lý thực tế một cách mù quáng, điều này cũng có thể làm tăng chi phí xử lý và sử dụng vật liệu mới Khi lắp lưỡi dao , nếu tốc độ cắt và tốc độ tiến dao không chính xác, nó cũng sẽ ảnh hưởng đến chất lượng của phôi và tuổi thọ của dụng cụ. Vì vậy, khi lựa chọn chèn cắt cho các vật liệu khó gia công phải đánh giá đúng tính kinh tế của quá trình gia công và xem xét một cách toàn diện toàn bộ quá trình gia công.

Trên cơ sở phân tích việc lựa chọn dụng cụ, bài viết này lựa chọn hạt dao gia công bằng hợp kim niken đặc biệt Kyocera và hạt dao hợp kim niken đặc biệt Sandvik cho các thí nghiệm gia công. Hiệu suất của các dụng cụ cắt được thể hiện trong Bảng 1.

5. Phân tích chất lỏng cắt

Chất lỏng cắt có thể là chất lỏng cắt gốc nước, truyền nhiệt nhanh và lưu động tốt. Không thể sử dụng dung dịch cắt có chứa clo. Nó không thể được trộn với nhôm, kẽm và các hợp kim của nó, đồng và thiếc trong quá trình xử lý. Nếu dung dịch cắt có chứa Clo sẽ bị phân hủy và giải phóng hydro ở nhiệt độ cao trong quá trình cắt, điều này sẽ gây ra hiện tượng lõm biểu bì sau khi bị niken hấp thụ, và cũng có thể gây ra hiện tượng ăn mòn do ứng suất nhiệt độ cao làm nứt hợp kim niken.

Dung dịch cắt xưởng chủ yếu sử dụng thương hiệu Flowserve, model ECOCOOL EM5 là dung dịch cắt có màu trắng sữa, hòa tan trong nước, thành phần hóa học được thể hiện trong Bảng 2. Qua Bảng 2 có thể thấy rằng dung dịch cắt này là nước, thành phần chính là dầu khoáng, không chứa clo, đáp ứng yêu cầu gia công hợp kim niken. Chất lỏng cắt này có thể đáp ứng các yêu cầu của niken gia công hợp kim.

6. lập trình phần mềm Gibbscam

GibbsCAM là một phần mềm CAM cho gia công cnc các bộ phận, đặc biệt là các giải pháp gia công CAM trong lĩnh vực tiện và phay. Ngoài tiện và phay, nó còn hỗ trợ phay 2 trục đến 5 trục, tiện, phay liên kết gia công đa năng và cắt dây. Tính năng lớn nhất của nó là giao diện ngắn gọn, dễ học và sử dụng, và chế độ hoạt động rất phù hợp với thói quen thủ công của chúng tôi. Gia nhập thị trường Trung Quốc vào tháng 2008 năm 2009. Công ty chúng tôi đã mua phần mềm này vào tháng 4 năm XNUMX. Phần mềm này chủ yếu được sử dụng trong các trung tâm tiện kỹ thuật số, phay kỹ thuật số, phay tiện và các trung tâm gia công năm trục. Loại thiết bị này có tiện, phay và khoan. Chán, nghiền (khe) và các chức năng khác, với các trục X, Y, Z, C, E và A. Phần mềm CAM có thể được sử dụng cho bất kỳ liên kết đa trục nào để thực hiện quá trình xử lý các bộ phận phức tạp khác nhau. Với sự đa dạng và phức tạp của các bộ phận mới, bắt buộc phải sử dụng phần mềm lập trình để lập trình NC. Đường chạy dao của phần trục mảnh được thể hiện trên Hình XNUMX.

7. Đang chuyển phân tích xác minh xử lý

Do tiện tự động xén thuộc loại tiện một lần nên lực cắt lớn, làm cho các chi tiết dễ bị biến dạng và chất lượng bề mặt kém. Cần phải kiểm tra từng bộ phận, sửa đổi sự thay đổi theo thời gian, và thay đổi các thông số chương trình và bù dao. Đồng thời, do thiết bị gia công là ô tô cắt dọc tự động nên thiết bị không phân chia gia công thô và tinh, tất cả độ chính xác về kích thước đều được xử lý trong một lần nên yêu cầu cao hơn về tính năng của dao.

Khi cắt hợp kim niken-crom-niken-silic, nhiệt độ cắt cao, độ bền dao thấp, tốc độ cắt ảnh hưởng lớn nhất đến nhiệt độ cắt. Nói chung, dụng cụ cacbua xi măng được giữ ở 650 ℃ ～ 750 ℃. Thông qua một số thí nghiệm tiện, các thông số cắt sau đây thu được:

1) Tốc độ cắt vc

Tốc độ cắt có ảnh hưởng lớn nhất đến độ bền của dao. Tốt nhất là đặt tốc độ cắt trong điều kiện mài mòn nhỏ nhất của dụng cụ. Nó có thể được thiết lập theo độ cứng và độ sâu cắt của các vật liệu cắt khác nhau. Cố gắng chọn tốc độ cắt thấp hơn để gia công hợp kim niken. Nói chung, xay thô là 20-50m / phút và xay mịn là 40-70m / phút;

2) Lượng thức ăn f

Tốc độ tiến dao ít ảnh hưởng đến độ bền của dụng cụ. Trong trường hợp đảm bảo độ nhám bề mặt của vật gia công, có thể chọn tốc độ tiến dao lớn hơn. Nói chung, có thể chọn 0.003 ～ 0.006mm / r và tốc độ nạp không được quá lớn. Quá nhiều sẽ làm cho dao mòn nhanh hơn, tăng lực cắt, dễ gây biến dạng các chi tiết. Do đó, nói chung nó không được lớn hơn 0.006 mm / r;

3) Độ sâu của ap cắt

Chiều sâu cắt ảnh hưởng ít nhất đến độ bền của dao. Nói chung, có thể sử dụng chiều sâu cắt lớn hơn trước, điều này có thể ngăn mũi dao cắt trong lớp cứng và cũng có thể tăng chiều dài làm việc của cạnh dao, có lợi cho việc tản nhiệt. Dung sai kích thước, chiều sâu vết cắt bằng khoảng trống trừ đi kích thước của chi tiết và không thể điều chỉnh bằng tay.

Thông qua việc sử dụng các lưỡi gia công hợp kim niken đặc biệt của Kyocera và các lưỡi hợp kim niken đặc biệt của Sandvik để xác minh quá trình gia công, kết quả gia công cnc chi tiết được thể hiện trong Hình 5 và 6. Hiệu ứng bề mặt của các bộ phận là tốt và công cụ không bị mài mòn rõ ràng; Độ nhám của các bộ phận được gia công bằng lưỡi Sandvik lớn, không thể đáp ứng yêu cầu của bản vẽ. Do đó, các lưỡi Kyocera được sử dụng cho các lưỡi tròn bên ngoài. Nếu một thương hiệu cần được cố định, các lưỡi Kyocera được ưu tiên hơn.

8. Tóm tắt thông tin

Hướng đến vấn đề các tiếp điểm hợp kim niken-crom-niken-silic không có khả năng gia công, bài viết này bắt đầu từ khía cạnh công cụ và thông số quá trình, tiến hành rất nhiều bài kiểm tra quy trình, tìm ra một công cụ thích hợp cho niken-crom- Xử lý hợp kim niken-silicon, tối ưu hóa các thông số xử lý và giải quyết vấn đề. Để giải quyết vấn đề gia công hợp kim niken-crom-niken-silic, xưởng đã nhận gia công nguyên liệu từ không gia công được. Lần đầu tiên, nó có khả năng gia công vật liệu hợp kim niken-crom-niken-silicon, giúp cải thiện đáng kể chất lượng gia công và hiệu quả gia công cnc của các bộ phận. Việc sản xuất hàng loạt các tiếp điểm hợp kim đã đặt nền tảng.

Liên kết đến bài viết này ： Nghiên cứu về công nghệ quay trục thanh mảnh bằng hợp kim Ni-Si

Tuyên bố Tái bản: Nếu không có hướng dẫn đặc biệt, tất cả các bài viết trên trang web này là bản gốc. Vui lòng ghi rõ nguồn để tái bản: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks！

Cửa hàng PTJ CNC sản xuất các bộ phận có tính chất cơ học tuyệt vời, độ chính xác và độ lặp lại từ kim loại và nhựa. Phay CNC 5 trục có sẵn.Gia công hợp kim nhiệt độ cao phạm vi bao gồm gia công inconel,gia công monel,Gia công Geek Ascology,Gia công cá chép 49,Gia công,Gia công Nitronic-60,Gia công Hymu 80,Công cụ gia công thép,Vân vân.,. Lý tưởng cho các ứng dụng hàng không vũ trụ.Cơ khí CNC sản xuất các bộ phận có tính chất cơ học tuyệt vời, độ chính xác và độ lặp lại từ kim loại và nhựa. Có sẵn phay CNC 3 trục & 5 trục.Chúng tôi sẽ lập chiến lược với bạn để cung cấp các dịch vụ hiệu quả nhất về chi phí để giúp bạn đạt được mục tiêu của mình, Chào mừng bạn đến với Liên hệ với chúng tôi ( sales@pintejin.com ) trực tiếp cho dự án mới của bạn.