La ricerca sulla tecnologia di tornitura dell'albero sottile in lega di Ni-Si

1. introduzione

Le leghe per alte temperature sono anche chiamate leghe resistenti al calore o leghe resistenti al calore. È una lega multicomponente complessa a base di ferro, nichel, cobalto, titanio, ecc. e può funzionare in ambienti di ossidazione ad alta temperatura e condizioni di corrosione del gas di 600 ~ 1000 . Inoltre, può funzionare a lungo sotto determinate sollecitazioni e ha un'eccellente resistenza termica, stabilità termica e prestazioni di fatica termica.

Tuttavia, le leghe per alte temperature sono materiali tipici difficili da tagliare, con durezza superiore a 250HBS, resistenza σb>0.98GPa, allungamento δ>30%, valore di impatto ak>9.8×105J/m2, conduttività termica k<41.9W/ (m2℃), la resistenza alle alte temperature aumenta direttamente la difficoltà di elaborazione. Sotto l'azione combinata della grande forza di taglio e dell'alta temperatura durante la lavorazione, l'utensile genera frammenti o deformazioni e quindi si rompe; inoltre, questo tipo di lega produrrà rapidamente fenomeni di incrudimento e il pezzo verrà prodotto durante la lavorazione. La superficie indurita dell'utensile farà sì che il tagliente dell'utensile produca spazi nella profondità di taglio e provochi sollecitazioni indesiderate sul pezzo e distrugga la precisione geometrica delle parti lavorate.

2. Analisi della situazione attuale

Studiosi stranieri hanno fatto molte ricerche sul taglio delle superleghe. Nel 1939, la British Mond Nickel Company (International Nickel Company) sviluppò per la prima volta la lega a base di nichel Nimonic 75, quindi la Nimonic 80 fu utilizzata con successo nel materiale delle pale dei motori a turbogetto, formando la serie di leghe a base di nichel Nimonic. All'inizio del 1940, gli Stati Uniti svilupparono una lega Hastelloy B a base di nichel da utilizzare nel motore a reazione Bellp-59 di GE. Nel 1950, American PW Company, GE Company e Special Metal Company svilupparono rispettivamente le leghe Waspalloy, M-252 e Udmit 500 e su questa base formarono i gradi Inconel, Mar-M e Udmit, ampiamente utilizzati nelle pale delle turbine. . Dal 1940 alla metà del 1950, la composizione della lega è stata modificata. 1950: L'emergere della tecnologia di fusione sotto vuoto ha consentito lo sviluppo di un gran numero di superleghe da colata ad alte prestazioni come Mar-M200 e In 100. Dopo il 1960, lo sviluppo di nuovi processi come la solidificazione direzionale, le leghe monocristalline, metallurgia delle polveri, leghe meccaniche e filtrazione ceramica isotermica forgiatura sono diventati il ​​principale motore per lo sviluppo delle superleghe. Allo stesso modo, anche gli studiosi nazionali hanno svolto molte ricerche. Dal 1956 al 1957, le leghe GH3030, GH4033, GH34 e K412 furono prodotte con successo in prova per i motori WP-5; nel 1960, GH4037, GH3039, GH3044, GH4049, GH3128, K417 e altre leghe furono successivamente prodotte in prova. Sviluppato con successo; anche successivamente sviluppato un lotto di superleghe per vari motori a razzo; allo stesso tempo, le superleghe iniziarono a diffondersi e ad applicarsi ai settori dell'industria civile, come turbocompressori diesel, turbine a gas di terra, ecc., e furono sviluppati uno dopo l'altro un lotto di leghe resistenti alle alte temperature. Superleghe resistenti all'abrasione e alla corrosione; nel 1970 iniziano a prendere forma la produzione sperimentale e la ricerca di superleghe. Attraverso l'imitazione, la digestione e lo sviluppo delle superleghe sovietiche come lega principale e la sua qualità di processo, ha raggiunto o superato lo standard sovietico e il livello attuale. Tutti i materiali necessari per il motore sono basati in Cina.

Allo stato attuale, la società connettori e i relè non hanno gusci in lega per alte temperature. Suzhou Huatan fornisce Halliburton e spesso lavora leghe per alte temperature. La divisione prodotti di Guiyang è responsabile dei parametri di taglio, dei materiali e degli angoli degli utensili, del raffreddamento e della lubrificazione e dei materiali durante la lavorazione delle leghe per alte temperature. La ricerca sistematica sulle prestazioni è insufficiente ed è urgentemente necessaria una ricerca sistematica sulla lavorazione delle leghe ad alta temperatura per gettare le basi per la produzione di massa di connettori nel futuro. Pertanto, è urgente effettuare ricerche sulla tecnologia di lavorazione delle leghe ad alta temperatura per soddisfare le effettive esigenze di produzione dell'officina.

3. Analisi della struttura della parte

Le parti del corpo dell'ago del sottile albero richiedono elevata resistenza meccanica e forte resistenza al creep ad alta temperatura. La lunghezza totale del corpo dell'ago è di 32 mm e i diametri sono rispettivamente φ1.2 mm, φ1.5 mm e φ1.58 mm, che appartengono al sottile albero parti. , È facile da deformare durante la lavorazione e la deformazione deve essere controllata per soddisfare i requisiti di produzione.

4. Selezione dello strumento

Poiché la lavorazione della lega di nichel-silicio richiede un'elevata durezza, una consistenza compatta, un buon effetto di trasferimento del calore e una forte attività ad alta temperatura, specialmente a 600 ℃, formerà una soluzione solida con ossigeno e azoto. Durante la lavorazione della lega di nichel-silicio, la durezza superficiale aumenterà in modo significativo. Ha un forte effetto di abrasione. A causa della resistenza all'usura e alle alte temperature degli utensili rivestiti, gli utensili di rivestimento dovrebbero essere utilizzati il ​​più possibile durante la lavorazione di tali parti in lega ad alta temperatura.

Gli utensili in metallo duro rivestiti sono quasi adatti per il taglio di vari materiali difficili da lavorare, ma le prestazioni del rivestimento (rivestimento singolo e rivestimento composito) sono molto diverse. Pertanto, i rivestimenti adatti dovrebbero essere selezionati in base ai diversi oggetti di lavorazione Materiale dell'utensile. Il carburo cementato con rivestimento diamantato e il carburo cementato con rivestimento DLC (Diamond Like Carbon) ampliano ulteriormente la gamma di applicazioni degli utensili rivestiti e scelgono alla cieca nuove lame di materiale dalle effettive esigenze di lavorazione, il che può anche aumentare i costi di lavorazione e utilizzare nuovi materiali Quando si inserisce la lama , se la velocità di taglio e la velocità di avanzamento non sono corrette, influirà anche sulla qualità del pezzo e sulla durata dell'utensile. Pertanto, quando si selezionano inserti da taglio per materiali difficili da lavorare, è necessario valutare correttamente l'economia della lavorazione e considerare in modo completo l'intero processo di lavorazione.

Sulla base dell'analisi della selezione degli utensili, questo articolo seleziona gli inserti di lavorazione in lega di nichel speciale Kyocera e gli inserti in lega di nichel speciale Sandvik per gli esperimenti di lavorazione. Le prestazioni degli utensili da taglio sono mostrate nella Tabella 1.

5. Analisi del fluido da taglio

Il fluido da taglio può essere fluido da taglio a base d'acqua, che ha un rapido trasferimento di calore e una buona fluidità. Non è possibile utilizzare fluido da taglio contenente cloro. Non può essere miscelato con alluminio, zinco e sue leghe, rame e stagno durante la lavorazione. Se il fluido da taglio contiene cloro, si decompone e rilascia idrogeno ad alte temperature durante il processo di taglio, causando infragilimento epidermico dopo essere stato assorbito dal nichel e può anche causare fessurazione per corrosione sotto sforzo ad alta temperatura delle leghe di nichel.

Il fluido da taglio dell'officina utilizza principalmente il marchio Flowserve, il modello ECOCOOL EM5 è un fluido da taglio solubile in acqua bianco lattiginoso e la sua composizione chimica è mostrata nella Tabella 2. Dalla Tabella 2 si può vedere che questo fluido da taglio è a base d'acqua, il componente principale è l'olio minerale, non contiene cloro e soddisfa i requisiti della lavorazione delle leghe di nichel. Questo fluido da taglio può soddisfare i requisiti del nichel lavorazione di leghe.

6. Programmazione software Gibbscam

GibbsCAM è un software CAM per la lavorazione cnc di pezzi, in particolare soluzioni di elaborazione CAM nel campo della tornitura e fresatura. Oltre a tornitura e fresatura, supporta anche fresatura da 2 a 5 assi, tornitura, fresatura collegata, lavorazione multi-task e taglio a filo. La sua più grande caratteristica è la sua interfaccia concisa, facile da imparare e da usare, e la modalità operativa è molto coerente con le nostre abitudini artigianali. È entrata nel mercato cinese nel giugno 2008. La nostra azienda ha acquistato il software nel luglio 2009. Viene utilizzato principalmente nei centri di lavoro di tornitura digitale, fresatura digitale, tornitura-fresatura compositi e a cinque assi dell'azienda. Questo tipo di attrezzatura ha tornitura, fresatura e foratura. , Foratura, brocciatura (asole) e altre funzioni, con assi X, Y, Z, C, E e A. Il software CAM può essere utilizzato per qualsiasi collegamento multiasse per realizzare la lavorazione di varie parti complesse. Con la diversificazione e la complessità delle nuove parti, è imperativo utilizzare il software di programmazione per la programmazione NC. Il percorso utensile della parte dell'albero sottile è mostrato nella Figura 4.

7. Analisi di verifica della lavorazione di tornitura

Poiché la tornitura automatica di taglio appartiene alla tornitura a taglio unico, la forza di taglio è grande, il che fa sì che le parti si deformino facilmente e la qualità della superficie sia scadente. È necessario ispezionare ogni parte, modificare la variazione nel tempo, modificare i parametri del programma e la compensazione utensile. Allo stesso tempo, poiché l'attrezzatura di elaborazione è un'auto automatica a taglio longitudinale, l'attrezzatura non divide la lavorazione ruvida e fine e tutta la precisione dimensionale viene elaborata in un unico passaggio, quindi vengono posti requisiti più elevati sulle prestazioni dell'utensile.

Quando si taglia una lega di nichel-cromo-nichel-silicio, la temperatura di taglio è elevata, la durata dell'utensile è bassa e la velocità di taglio ha la maggiore influenza sulla temperatura di taglio. Generalmente, l'utensile in carburo cementato viene mantenuto a 650℃～750℃. Attraverso diverse sperimentazioni di tornitura si ottengono i seguenti parametri di taglio:

1) Velocità di taglio vc

La velocità di taglio ha il maggiore impatto sulla durata dell'utensile. È preferibile impostare la velocità di taglio in condizioni di minima usura dell'utensile. Può essere impostato in base alla durezza e alla profondità di taglio di diversi materiali da taglio. Prova a scegliere una velocità di taglio inferiore per lavorare le leghe di nichel. Generalmente, la fresatura grossolana è 20-50 m/min e la fresatura fine è 40-70 m/min;

2) Quantità di mangime f

La velocità di avanzamento ha scarso effetto sulla durata dell'utensile. Nel caso di garantire la rugosità superficiale del lavorato, è possibile selezionare una velocità di avanzamento maggiore. In genere, è possibile selezionare 0.003～0.006 mm/giro e la velocità di avanzamento non può essere troppo grande. Troppo farà usurare l'utensile più velocemente, aumenterà la forza di taglio e causerà la deformazione delle parti. Pertanto, generalmente non dovrebbe essere maggiore di 0.006 mm/giro;

3) Profondità di taglio ap

La profondità di taglio ha il minor effetto sulla durata dell'utensile. Generalmente, è possibile utilizzare prima una profondità di taglio maggiore, che può impedire alla punta dell'utensile di tagliare nello strato indurito e può anche aumentare la lunghezza di lavoro del bordo dell'utensile, il che è vantaggioso per la dissipazione del calore. Tolleranza dimensionale, la profondità di taglio è uguale al grezzo meno la dimensione della parte e non può essere regolata manualmente.

Attraverso l'uso delle speciali lame per la lavorazione della lega di nichel di Kyocera e delle lame speciali della lega di nichel di Sandvik per la verifica della lavorazione, i risultati della lavorazione CNC della parte sono mostrati nelle Figure 5 e 6. L'effetto superficiale delle parti è buono e lo strumento non presenta usura evidente; la rugosità delle parti lavorate dalle lame Sandvik è grande, il che non può soddisfare i requisiti dei disegni. Pertanto, le lame Kyocera sono utilizzate per lame circolari esterne. Se un marchio deve essere riparato, sono preferite le lame Kyocera.

8. Riassunto

Mirando al problema che i contatti in lega di nichel-cromo-nichel-silicio non hanno la capacità di elaborare, questo articolo parte dagli aspetti degli strumenti e dei parametri di processo, conduce molti test di processo, trova uno strumento adatto per il nichel-cromo- lavorazione della lega di nichel-silicio, ottimizza i parametri di lavorazione e risolve il problema. Per risolvere il problema della lavorazione delle leghe di nichel-cromo-nichel-silicio, l'officina è stata in grado di elaborare il materiale dall'impossibilità di lavorarlo. Per la prima volta, ha la capacità di elaborare materiali in lega di nichel-cromo-nichel-silicio, che migliora notevolmente la qualità di lavorazione e l'efficienza della lavorazione cnc delle parti. La produzione in serie di contatti in lega ha posto le basi.

Link a questo articolo： La ricerca sulla tecnologia di tornitura dell'albero sottile in lega di Ni-Si

Dichiarazione di ristampa: se non ci sono istruzioni speciali, tutti gli articoli su questo sito sono originali. Si prega di indicare la fonte per la ristampa: https://www.cncmachiningptj.com/，thanks！

L'officina CNC PTJ produce parti con eccellenti proprietà meccaniche, accuratezza e ripetibilità da metallo e plastica. Disponibile fresatura CNC a 5 assi.Lavorazione di leghe per alte temperature intervallo di clouding lavorazione inconel,lavorazione monel,Lavorazione Geek Ascology,Carp 49 lavorazione,Lavorazione Hastelloy,Lavorazione Nitronic-60,Hymu 80 lavorazione,Lavorazione dell'acciaio per utensili,eccetera.,. Ideale per applicazioni aerospaziali.Lavorazione CNC produce parti con eccellenti proprietà meccaniche, precisione e ripetibilità da metallo e plastica. Fresatura CNC a 3 assi e 5 assi disponibile. Elaboreremo una strategia con te per fornire i servizi più convenienti per aiutarti a raggiungere il tuo obiettivo, non esitare a contattarci ( vendite@pintejin.com ) direttamente per il tuo nuovo progetto.