PFT, Shenzhen
Tarkoitus: Määritä karbidin ja keraamisten sisäosien välinen rako, kun Inconel 718 -turbiinin siivet{0}}käännetään valmiiksi tuotanto-lattian jäähdytysnesteen paineessa (7 MPa).
Menetelmä: Yksi-piste, täysi-tehdaskoe vaihteli leikkausnopeutta (vc 40–120 m/min) ja syöttöä (fn 0,05–0,20 mm/r). Työkalun käyttöiän päätepiste{7}} oli 0,3 mm kyljessä oleva kuluminen tai katastrofaalinen murtuma. Teho, pinnan karheus (Ra) ja{10}}valkoisen kerroksen syvyys kirjattiin.
Tulokset: Nopeudella vc 80 m/min, viikset{1}}vahvisteiset keraamiset insertit juoksivat 2,1 minuuttia ennen murtumista, mutta poistivat 4,8 kertaa päällystetyn karbidin (GC1115) materiaalia, joka kesti 11 minuuttia. Karbidi tuotti Ra 0,42 µm versus 0,78 µm keramiikka. Valkoisen kerroksen syvyys pysyi alle 5 µm molemmissa.
Johtopäätös: Keramiikka kolminkertaistaa MRR:n, kun nopeus on suurempi tai yhtä suuri kuin 80 m/min ja pinta Ra Pienempi tai yhtä suuri kuin 0,8 µm on hyväksyttävä; kovametalli pysyy turvallisempana Ra < 0,5 µm tai keskeytetyillä leikkauksilla.
Kovametallisisäke vs. keraaminen sisäosa superseosturbiinien siipille
Nikkeli{0}}pohjaiset superseosterät lähtevät takomosta 46 HRC:llä ja syövät työkalubudjetin aamiaiseksi. Liikkeet valitsevat yleensä erittäin-kovametallisen ja kiiltävän-nopeiden keraamisten terästen välillä ilman kovia numeroita. Tämä huomautus ei anna näitä lukuja-ei markkinointia.
2 Tutkimusmenetelmät
2.1 Työkappale ja kone
Seos: Inconel 718, 46 HRC, Ø 85 mm tanko, 250 mm ulkonema.
Sorvi: DMG CTX beta 800, 12 kW, 7 MPa läpi-työkalun jäähdytysneste, 5 μm:n paikannustoistettavuus.
2.2 Leikkaustyökalut
| Parametri | Karbidi | Keraaminen |
|---|---|---|
| Lisää | CNMG 120408-SF GC1115 | RNGN 120400 WH viikset{1}}vahvistettu Al₂O₃ |
| Pinnoite | TiAlN PVD | Ei mitään |
| Rake kulma | -6 astetta | -15 astetta |
| Reunan valmistelu | 25 µm hioma | 10 µm viiste |
2.3 Menettelytapa
Kaksi läpimenoa tankoa kohden: karkea 1 mm massa, viimeistely lopulliseen 0,2 mm syvyyteen.
Factorial matriisi: vc 40, 60, 80, 100, 120 m/min × fn 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 mm/r.
Pysäytyskriteerit: kyljen kuluminen VB=0.3 mm tai reunamurtuma.
Mittaukset: dynamometri (Kistler 9129A) teholle, laserprofilometri (Keyence LJ-V7080) Ra:lle, röntgendiffraktio valkoiselle kerrokselle.
3 Tulokset ja analyysi
3.1 Työkalun kesto
Kuva 1 esittää työkalun käyttöikää vc:n funktiona. Karbidi seuraa klassista Taylorin kaltevuutta (n=0.24), joka laskee 24 minuutista nopeudella 40 m/min 5 minuuttiin nopeudella 120 m/min. Keramiikka siroaa 0,7–2,1 min välillä yli 80 m/min lämpöhalkeilun vuoksi.
3.2 Materiaalin poistonopeus (MRR)
Taulukko 1 erottelee MRR:n samassa työkalu-käyttöiän loppu-pisteessä.
| vc (m/min) | MRR-karbidi (cm³/min) | MRR keraaminen (cm³/min) | Suhde |
|---|---|---|---|
| 60 | 1.8 | 4.2 | 2.3 |
| 80 | 2.4 | 11.5 | 4.8 |
| 100 | 3.0 | 14.1 | 4.7 |
3.3 Pinnan eheys
Ra (µm): karbidi 0,42 ± 0,05; keraaminen 0,78 ± 0,12.
Valkoinen-kerroksen syvyys: < 5 µm molemmissa; ei mitattavissa olevaa mikro-kovuuden nousua.
Jäännösjännitys: kovametalli jättää 120 MPa puristusvoiman, keraaminen 180 MPa vetolujuus -edelleen OEM-rajojen sisällä.
3.4 Tehonkulutus
Karbidin keskimääräinen teho oli 2,1 kW; keramiikka saavutti huippunsa 3,8 kW:ssa karareservin sisällä.
4 Keskustelu
4.1 Kulutusmekanismit
Karbidi epäonnistui kylkien kulumisen ja mikro{0}}lastutuksen vuoksi, mikä on Sandvikin raporttien mukaista. Keramiikka myöntyi viisteestä leviäviin lämpöshokkihalkeamiin, joita jäähdytysneste kiihdytti.
4.2 Taloudellinen ylitys-
Myymälän-pohjakustannustekijöitä (lisähinta, muutos-ajan kuluessa, karan nopeus) käyttämällä tauko-taso on 110 m/min, jossa keramiikan 3-kertainen MRR on suurempi kuin sen 2-kertainen terän hinta ja suurempi romuriski.
4.3 Rajoitukset
Vain jatkuva leikkaus; keskeytyneet leikkaukset särkyivät keramiikkaa pilottikokeissa.
Jäähdytysnesteen paine > 8 MPa lyhensi keraamisen käyttöikää 30 %.
4.4 Käytännön takeaway
Valitse keramiikka, kun (a) pinta Ra 0,8 µm on hyväksyttävä, (b) kara voi tuottaa suurempi tai yhtä suuri kuin 100 m/min, (c) leikkaukset ovat jatkuvia. Kiinni karbidiin kantosiipin lopulliseen viimeistelyyn tai mihin tahansa ura-/olkapäätyöhön.
5 Johtopäätös
Keramiikka lisää kolminkertaisen materiaalin poistonopeuden Inconel 718:ssa yli 80 m/min, samalla kun se täyttää valkoisen-kerroksen vaatimukset, mutta pinnan karheus ja murtumisriski suosivat kovametallia, jos Ra < 0,5 µm tai katkonainen geometria. Toista jäähdytysnesteen paineen tekijä vahvistaaksesi jakopisteen ennen kuin{5}}ilmoitat työn uudelleen.