การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการเปลี่ยนเพลาเรียวของโลหะผสม Ni-Si

1. บทนำ

โลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงเรียกอีกอย่างว่าโลหะผสมทนความร้อนหรือโลหะผสมที่ทนความร้อน เป็นโลหะผสมที่มีหลายองค์ประกอบที่ซับซ้อนซึ่งมีพื้นฐานจากเหล็ก นิกเกิล โคบอลต์ ไททาเนียม ฯลฯ และสามารถทำงานภายใต้สภาวะออกซิเดชันที่อุณหภูมิสูงและสภาวะการกัดกร่อนของแก๊สที่ 600 ~ 1000 ℃ ยิ่งไปกว่านั้น มันสามารถทำงานได้เป็นเวลานานภายใต้ความเค้นบางอย่าง และมีความแข็งแรงทางความร้อนที่ดีเยี่ยม เสถียรภาพทางความร้อน และประสิทธิภาพความล้าจากความร้อน

อย่างไรก็ตาม โลหะผสมที่อุณหภูมิสูงเป็นวัสดุที่ตัดยากโดยทั่วไป โดยมีความแข็งสูงกว่า 250HBS ความแข็งแรง σb>0.98GPa การยืดตัว δ>30% ค่าการกระแทก ak>9.8×105J/m2 การนำความร้อน k<41.9W/ (m2℃) ทนต่ออุณหภูมิสูงโดยตรงเพิ่มความยากในการประมวลผล ภายใต้การกระทำร่วมกันของแรงตัดขนาดใหญ่และอุณหภูมิสูงระหว่างการประมวลผล เครื่องมือสร้างชิ้นส่วนหรือการเปลี่ยนรูปแล้วแตกหัก นอกจากนี้ โลหะผสมชนิดนี้จะสร้างปรากฏการณ์การชุบแข็งชิ้นงานได้อย่างรวดเร็ว และชิ้นงานจะถูกผลิตขึ้นระหว่างการประมวลผล พื้นผิวที่ชุบแข็งของเครื่องมือจะทำให้คมตัดของเครื่องมือเกิดช่องว่างในระดับความลึกของการตัด และทำให้เกิดความเครียดที่ไม่พึงประสงค์บนชิ้นงาน และทำลายความแม่นยำทางเรขาคณิตของชิ้นส่วนที่กลึง

2. การวิเคราะห์สถานการณ์ปัจจุบัน

นักวิชาการต่างประเทศได้ทำการวิจัยมากมายเกี่ยวกับการตัดซูเปอร์อัลลอย ในปี พ.ศ. 1939 บริษัท British Mond Nickel (บริษัท นิกเกิลระหว่างประเทศ) ได้พัฒนาโลหะผสมนิกเกิลที่มีนิกเกิลเป็นส่วนประกอบหลัก ต่อมาคือ Nimonic 75 จากนั้น Nimonic 80 ก็ประสบความสำเร็จในการใช้งานในวัสดุใบมีดของเครื่องยนต์เทอร์โบเจ็ท ในช่วงต้นปี 1940 สหรัฐอเมริกาได้พัฒนาโลหะผสมนิกเกิล Hastelloy B สำหรับใช้ในเครื่องยนต์ไอพ่น Bellp-59 ของ GE ในปี 1950 American PW Company, GE Company และ Special Metal Company ได้พัฒนาโลหะผสม Waspalloy, M-252 และ Udmit 500 ตามลำดับ และสร้างเกรด Inconel, Mar-M และ Udmit บนพื้นฐานนี้ ซึ่งใช้กันอย่างแพร่หลายในใบพัดกังหัน . ตั้งแต่ปี พ.ศ. 1940 ถึงกลางปี ​​พ.ศ. 1950 ได้มีการปรับองค์ประกอบของโลหะผสม พ.ศ. 1950: การเกิดขึ้นของเทคโนโลยีการหลอมด้วยสุญญากาศทำให้เกิดการพัฒนาซุปเปอร์อัลลอยด์ที่มีประสิทธิภาพสูงจำนวนมาก เช่น Mar-M200 และ In 100 หลังจากปี พ.ศ. 1960 การพัฒนากระบวนการใหม่ เช่น การแข็งตัวตามทิศทาง โลหะผสมผลึกเดี่ยว โลหะผง, การผสมทางกล และ ไอโซเทอร์มอลการกรองเซรามิก การปลอม ได้กลายเป็นแรงผลักดันหลักในการพัฒนาซูเปอร์อัลลอย ในทำนองเดียวกัน นักวิชาการในประเทศได้ทำการวิจัยมากมายเช่นกัน ตั้งแต่ปี พ.ศ. 1956 ถึง พ.ศ. 1957 โลหะผสม GH3030, GH4033, GH34 และ K412 ประสบความสำเร็จในการทดลองผลิตสำหรับเครื่องยนต์ WP-5; ในปีพ.ศ. 1960 GH4037, GH3039, GH3044, GH4049, GH3128, K417 และโลหะผสมอื่น ๆ ได้รับการพัฒนาอย่างต่อเนื่อง ประสบความสำเร็จในการพัฒนา; ยังได้พัฒนา superalloys จำนวนมากสำหรับเครื่องยนต์จรวดต่างๆ ในเวลาเดียวกัน superalloys เริ่มเป็นที่นิยมและนำไปใช้กับภาคอุตสาหกรรมพลเรือน เช่น เทอร์โบชาร์จเจอร์ดีเซล กังหันก๊าซบนพื้นดิน ฯลฯ และโลหะผสมที่ทนต่ออุณหภูมิสูงจำนวนมากได้รับการพัฒนาทีละส่วน ซูเปอร์อัลลอยที่ทนต่อการขัดถูและการกัดกร่อน ในปี พ.ศ. 1970 การทดลองผลิตและวิจัยซูเปอร์อัลลอยได้เริ่มเป็นรูปเป็นร่างขึ้น ผ่านการลอกเลียนแบบ การย่อย และการพัฒนาซูเปอร์อัลลอยของสหภาพโซเวียตในฐานะโลหะผสมหลักและคุณภาพกระบวนการ ทำให้ถึงหรือเกินมาตรฐานของสหภาพโซเวียตและระดับจริง วัสดุทั้งหมดที่จำเป็นสำหรับเครื่องยนต์อยู่ในประเทศจีน

ปัจจุบันบริษัท การเชื่อมต่อ และรีเลย์ไม่มีเปลือกอัลลอยด์ที่มีอุณหภูมิสูง Suzhou Huatan เป็นผู้จัดหา Halliburton และมักจะแปรรูปโลหะผสมที่อุณหภูมิสูง แผนกผลิตภัณฑ์กุ้ยหยางมีหน้าที่รับผิดชอบในพารามิเตอร์การตัด วัสดุเครื่องมือและมุม การหล่อเย็นและการหล่อลื่น และวัสดุระหว่างการประมวลผลของโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง การวิจัยอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับประสิทธิภาพไม่เพียงพอ และจำเป็นต้องมีการวิจัยอย่างเป็นระบบเกี่ยวกับการแปรรูปโลหะผสมที่อุณหภูมิสูงอย่างเร่งด่วนเพื่อวางรากฐานสำหรับการผลิตจำนวนมากที่มีประสิทธิภาพสูง การเชื่อมต่อ ในอนาคต. ดังนั้นจึงมีความจำเป็นเร่งด่วนที่ต้องทำการวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการแปรรูปโลหะผสมที่อุณหภูมิสูงเพื่อตอบสนองความต้องการการผลิตที่แท้จริงของการประชุมเชิงปฏิบัติการ

3. การวิเคราะห์โครงสร้างชิ้นส่วน

ส่วนของร่างกายเข็มเรียว เพลา ต้องการความแข็งแรงทางกลสูงและทนต่อการคืบคืบที่อุณหภูมิสูง ความยาวรวมของตัวเข็มคือ 32 มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางตามลำดับคือ φ1.2มม. φ1.5มม. และ φ1.58มม. ซึ่งเป็นของเรียว เพลา ชิ้นส่วน , ง่ายต่อการเปลี่ยนรูปในระหว่างการประมวลผล และจำเป็นต้องควบคุมการเสียรูปเพื่อให้เป็นไปตามข้อกำหนดการผลิต

4. การเลือกเครื่องมือ

เนื่องจากการประมวลผลของโลหะผสมนิกเกิล-ซิลิกอนต้องมีความแข็งสูง เนื้อแน่น เอฟเฟกต์การถ่ายเทความร้อนที่ดี และกิจกรรมที่อุณหภูมิสูงโดยเฉพาะที่ 600 ℃ มันจะก่อตัวเป็นสารละลายของแข็งที่มีออกซิเจนและไนโตรเจน เมื่อทำการประมวลผลโลหะผสมนิกเกิล-ซิลิกอน ความแข็งผิวจะเพิ่มขึ้นอย่างมาก มีผลเสียดสีที่แข็งแกร่ง เนื่องจากเครื่องมือเคลือบมีความทนทานต่อการสึกหรอและทนต่ออุณหภูมิสูง เครื่องมือเคลือบจึงควรใช้ให้มากที่สุดเมื่อทำการประมวลผลชิ้นส่วนโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงดังกล่าว

เครื่องมือเคลือบคาร์ไบด์เคลือบเกือบจะเหมาะสำหรับการตัดวัสดุต่างๆ ที่ยากต่อการตัดเฉือน แต่ประสิทธิภาพของการเคลือบ (การเคลือบครั้งเดียวและการเคลือบคอมโพสิต) นั้นแตกต่างกันมาก ดังนั้นควรเลือกสารเคลือบที่เหมาะสมตามวัตถุแปรรูปต่างๆ วัสดุเครื่องมือ ซีเมนต์คาร์ไบด์เคลือบเพชรและซีเมนต์คาร์ไบด์เคลือบ DLC (ไดมอนด์ไลค์คาร์บอน) ขยายขอบเขตการใช้งานของเครื่องมือเคลือบ และเลือกใบมีดวัสดุใหม่โดยไม่ตั้งใจจากความต้องการในการประมวลผลจริง ซึ่งอาจเพิ่มต้นทุนการประมวลผลและใช้วัสดุใหม่เมื่อใส่ใบมีด หากความเร็วตัดและอัตราป้อนไม่ถูกต้อง ก็จะส่งผลต่อคุณภาพของชิ้นงานและอายุการใช้งานของเครื่องมือด้วย ดังนั้น เมื่อเลือกเม็ดมีดตัดสำหรับวัสดุที่ตัดเฉือนได้ยาก จึงจำเป็นต้องประเมินความประหยัดของการแปรรูปอย่างถูกต้องและพิจารณากระบวนการแปรรูปทั้งหมดอย่างครอบคลุม

จากการวิเคราะห์การเลือกเครื่องมือ บทความนี้จะเลือกเม็ดมีดสำหรับการประมวลผลโลหะผสมนิกเกิลพิเศษของ Kyocera และเม็ดมีดโลหะผสมนิกเกิลพิเศษของ Sandvik สำหรับการประมวลผลการทดลอง ประสิทธิภาพของเครื่องมือตัดแสดงในตารางที่ 1

5. การวิเคราะห์น้ำมันตัดกลึง

น้ำมันตัดกลึงอาจเป็นน้ำมันตัดกลึงชนิดน้ำ ซึ่งถ่ายเทความร้อนได้เร็วและไหลลื่นได้ดี ไม่สามารถใช้น้ำมันตัดกลึงที่มีคลอรีนได้ ไม่สามารถผสมกับอะลูมิเนียม สังกะสี โลหะผสม ทองแดง และดีบุกได้ในระหว่างกระบวนการผลิต หากน้ำมันตัดกลึงประกอบด้วยคลอรีนจะสลายตัวและปล่อยไฮโดรเจนที่อุณหภูมิสูงในระหว่างกระบวนการตัด ซึ่งจะทำให้เกิดการเปราะของผิวหนังหลังจากถูกดูดซับโดยนิกเกิล และอาจทำให้เกิดการแตกร้าวจากการกัดกร่อนของความเครียดที่อุณหภูมิสูงของโลหะผสมนิกเกิล

น้ำมันตัดกลึงสำหรับโรงงานส่วนใหญ่ใช้แบรนด์ Flowserve รุ่น ECOCOOL EM5 เป็นน้ำมันตัดกลึงสีขาวขุ่นที่ละลายน้ำได้ และองค์ประกอบทางเคมีของผลิตภัณฑ์นี้แสดงในตารางที่ 2 จะเห็นได้จากตารางที่ 2 ว่าน้ำมันตัดกลึงนี้มีสูตรน้ำเป็นส่วนประกอบหลัก ส่วนประกอบหลักคือน้ำมันแร่ ไม่มีคลอรีน และตรงตามข้อกำหนดของการตัดเฉือนโลหะผสมนิกเกิล น้ำมันตัดกลึงนี้สามารถตอบสนองความต้องการของนิกเกิล เครื่องจักรกลโลหะผสม.

6.การเขียนโปรแกรมซอฟต์แวร์ Gibbscam

GibbsCAM เป็นซอฟต์แวร์ CAM สำหรับการตัดเฉือนชิ้นส่วน CNC โดยเฉพาะโซลูชันการประมวลผล CAM ในด้านการหมุนและการกัด นอกจากการกลึงและการกัดแล้ว ยังรองรับการกัดแบบ 2 แกนถึง 5 แกน การกลึง การกัดหลายแกนแบบเชื่อมโยง และการตัดลวด คุณลักษณะที่ใหญ่ที่สุดคืออินเทอร์เฟซที่รัดกุม ง่ายต่อการเรียนรู้และใช้งาน และโหมดการทำงานก็สอดคล้องกับนิสัยงานฝีมือของเราอย่างมาก เข้าสู่ตลาดจีนในเดือนมิถุนายน 2008 บริษัทของเราซื้อซอฟต์แวร์ในเดือนกรกฎาคม 2009 โดยส่วนใหญ่จะใช้ในงานกลึงดิจิทัล งานกัดดิจิตอล งานกัดคอมโพสิต และการแมชชีนนิ่งเซ็นเตอร์แบบห้าแกนของบริษัท อุปกรณ์ประเภทนี้มีการกลึง กัด และเจาะ , เจาะ, เจาะ (สล็อต) และฟังก์ชั่นอื่นๆ ด้วยแกน X, Y, Z, C, E และ A ซอฟต์แวร์ CAM สามารถใช้สำหรับการเชื่อมโยงหลายแกนเพื่อให้เกิดการประมวลผลของชิ้นส่วนที่ซับซ้อนต่างๆ ด้วยความหลากหลายและความซับซ้อนของชิ้นส่วนใหม่ จำเป็นต้องใช้ซอฟต์แวร์การเขียนโปรแกรมสำหรับการเขียนโปรแกรม NC เส้นทางเครื่องมือของส่วนเพลาเรียวแสดงในรูปที่ 4

7. เปลี่ยนการวิเคราะห์การตรวจสอบการประมวลผล

เนื่องจากการกลึงตัดแบบอัตโนมัติคือการกลึงแบบตัดครั้งเดียวเข้าที่ แรงตัดจึงมีมาก ซึ่งทำให้ชิ้นส่วนเปลี่ยนรูปได้ง่ายและคุณภาพพื้นผิวไม่ดี จำเป็นต้องตรวจสอบแต่ละส่วน แก้ไขความแปรผันของเวลา และเปลี่ยนพารามิเตอร์โปรแกรมและการชดเชยเครื่องมือ ในเวลาเดียวกัน เนื่องจากอุปกรณ์ในการประมวลผลเป็นรถยนต์อัตโนมัติสำหรับการตัดตามยาว อุปกรณ์นี้จึงไม่แบ่งการกลึงหยาบและละเอียด และความแม่นยำของมิติทั้งหมดจะได้รับการประมวลผลในการผ่านครั้งเดียว ดังนั้นจึงมีข้อกำหนดที่สูงขึ้นในด้านประสิทธิภาพของเครื่องมือ

เมื่อตัดโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียม-นิกเกิล-ซิลิกอน อุณหภูมิการตัดจะสูง ความทนทานของเครื่องมือต่ำ และความเร็วตัดมีอิทธิพลสูงสุดต่ออุณหภูมิการตัด โดยทั่วไป เครื่องมือซีเมนต์คาร์ไบด์จะถูกเก็บไว้ที่ 650℃～750℃ จากการทดลองการกลึงหลายครั้ง จะได้ค่าพารามิเตอร์การตัดต่อไปนี้:

1) ความเร็วตัด vc

ความเร็วตัดมีผลกระทบมากที่สุดต่อความทนทานของเครื่องมือ ทางที่ดีควรตั้งค่าความเร็วตัดภายใต้สภาวะการสึกหรอขั้นต่ำของเครื่องมือ สามารถตั้งค่าได้ตามความแข็งและระยะกินลึกของวัสดุตัดต่างๆ พยายามเลือกความเร็วตัดที่ต่ำกว่าเพื่อแปรรูปโลหะผสมนิกเกิล โดยทั่วไป การกัดหยาบคือ 20-50 ม./นาที และการกัดละเอียดคือ 40-70 ม./นาที

2) ปริมาณอาหาร f

อัตราการป้อนมีผลเพียงเล็กน้อยต่อความทนทานของเครื่องมือ ในกรณีที่มั่นใจได้ถึงความหยาบผิวของเครื่องจักร สามารถเลือกอัตราการป้อนที่มากขึ้นได้ โดยทั่วไป 0.003~0.006mm/r สามารถเลือกได้ และอัตราป้อนงานต้องไม่มากเกินไป มากเกินไปจะทำให้เครื่องมือสึกหรอเร็วขึ้น เพิ่มแรงตัด และทำให้ชิ้นส่วนเสียรูป ดังนั้นโดยทั่วไปไม่ควรเกิน 0.006 มม./รอบ

3) ความลึกของการตัด ap

ระยะกินลึกมีผลกระทบต่อความทนทานของเครื่องมือน้อยที่สุด โดยทั่วไป สามารถใช้ระยะกินลึกที่มากขึ้นก่อน ซึ่งสามารถป้องกันไม่ให้ปลายเครื่องมือตัดในชั้นชุบแข็ง และยังสามารถเพิ่มความยาวการทำงานของคมตัดเครื่องมือ ซึ่งเป็นประโยชน์ต่อการกระจายความร้อน พิกัดความเผื่อมิติ ความลึกของการตัดเท่ากับช่องว่างลบขนาดของชิ้นส่วน และไม่สามารถปรับด้วยตนเอง

ด้วยการใช้ใบมีดโลหะผสมนิกเกิลพิเศษของ Kyocera และใบมีดโลหะผสมนิกเกิลพิเศษของ Sandvik สำหรับการตรวจสอบการประมวลผล ผลลัพธ์การตัดเฉือน CNC ของชิ้นส่วนจะแสดงในรูปที่ 5 และ 6 เอฟเฟกต์พื้นผิวของชิ้นส่วนนั้นดี และเครื่องมือไม่มีการสึกหรอที่เห็นได้ชัด ความหยาบของชิ้นส่วนที่แปรรูปด้วยใบมีดของ Sandvik นั้นมีขนาดใหญ่ ซึ่งไม่เป็นไปตามข้อกำหนดของแบบแปลน ดังนั้นใบมีด Kyocera จึงใช้สำหรับใบมีดทรงกลมด้านนอก หากจำเป็นต้องแก้ไขแบรนด์ ขอแนะนำให้ใช้ใบมีด Kyocera

8 สรุป

บทความนี้ตั้งเป้าไปที่ปัญหาที่หน้าสัมผัสโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียม-นิกเกิล-ซิลิกอนไม่มีความสามารถในการประมวลผล บทความนี้เริ่มต้นจากแง่มุมของเครื่องมือและพารามิเตอร์กระบวนการ ดำเนินการทดสอบกระบวนการเป็นจำนวนมาก หาเครื่องมือที่เหมาะสมกับนิกเกิล-โครเมียม- การประมวลผลโลหะผสมนิกเกิล-ซิลิกอน ปรับพารามิเตอร์การประมวลผลให้เหมาะสม และแก้ปัญหา เพื่อที่จะแก้ปัญหาของการแปรรูปโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียม-นิกเกิล-ซิลิกอน การประชุมเชิงปฏิบัติการสามารถประมวลผลวัสดุจากการไม่สามารถดำเนินการได้ เป็นครั้งแรกที่มีความสามารถในการประมวลผลวัสดุโลหะผสมนิกเกิล-โครเมียม-นิกเกิล-ซิลิกอนซึ่งช่วยปรับปรุงคุณภาพการประมวลผลและประสิทธิภาพการตัดเฉือนซีเอ็นซีของชิ้นส่วนอย่างมาก การผลิตแบบกลุ่มของหน้าสัมผัสโลหะผสมวางรากฐาน

ลิงค์บทความนี้： การวิจัยเกี่ยวกับเทคโนโลยีการเปลี่ยนเพลาเรียวของโลหะผสม Ni-Si

คำสั่งพิมพ์ซ้ำ: หากไม่มีคำแนะนำพิเศษ บทความทั้งหมดในเว็บไซต์นี้เป็นต้นฉบับ โปรดระบุแหล่งที่มาของการพิมพ์ซ้ำ:https://www.cncmachiningptj.com/ ขอบคุณ!

ร้าน PTJ CNC ผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม ความแม่นยำ และความสามารถในการทำซ้ำจากโลหะและพลาสติก มีเครื่องกัด CNC 5 แกนการตัดเฉือนโลหะผสมที่อุณหภูมิสูง ช่วง inclouding เครื่องจักรกลที่ไม่สะดวก,เครื่องจักรกลโมเนล,เครื่องจักร Geek Ascology,การตัดเฉือนคาร์พ 49,Hastelloy ตัดเฉือน,เครื่องจักรกล Nitronic-60,เครื่องจักร Hymu 80,เครื่องจักรกลเหล็กกล้า,ฯลฯ. เหมาะอย่างยิ่งสำหรับการใช้งานด้านอวกาศเครื่องจักรซีเอ็นซี ผลิตชิ้นส่วนที่มีคุณสมบัติทางกลที่ดีเยี่ยม ความแม่นยำ และความสามารถในการทำซ้ำจากโลหะและพลาสติก มีเครื่องกัด CNC 3 แกนและ 5 แกน เราจะวางกลยุทธ์กับคุณเพื่อให้บริการที่คุ้มค่าที่สุดเพื่อช่วยให้คุณบรรลุเป้าหมาย ยินดีต้อนรับติดต่อเรา ( sales@pintejin.com ) โดยตรงสำหรับโครงการใหม่ของคุณ