Karbidni umetak u odnosu na keramički umetak za lopatice turbine od superlegure

PFT, Shenzhen

Svrha: Kvantifikovati razmak između karbidnih i keramičkih umetaka kada završite-okretanje Inconel 718 lopatica turbine pod proizvodnim-pritiskom rashladnog sredstva (7 MPa).
Metoda: Jedna-točka, puna-faktorska proba koja je mijenjala brzinu rezanja (vc 40–120 m/min) i pomak (fn 0,05–0,20 mm/r). Krajnja -tačka vijeka trajanja alata bila je trošenje boka od 0,3 mm ili katastrofalni lom. Zabilježeni su snaga, hrapavost površine (Ra) i dubina bijelog{10}}sloja.
Rezultati: Pri vc 80 m/min, keramički umetci-pojačani 2,1 min prije loma, ali su uklonili 4,8× materijal obloženog karbida (GC1115) koji je trajao 11 min. Karbid je proizveo Ra 0,42 µm naspram 0,78 µm za keramiku. Dubina bijelog{10}}sloja ostala je ispod 5 µm za oba.
Zaključak: Keramika trostruka MRR kada je brzina veća ili jednaka 80 m/min i površina Ra manja ili jednaka 0,8 µm je prihvatljiva; karbid ostaje sigurniji za Ra < 0,5 µm ili prekinute rezove.

Karbidni umetak u odnosu na keramički umetak za lopatice turbine od superlegure

Oštrice od superlegure na bazi nikla -napuštaju kovačnicu na 46 HRC i pojedu budžet za alat za doručak. Prodavnice obično biraju između ultra-čvrstog karbida i sjajno-brzih keramičkih umetaka bez tvrdih brojeva. Ova bilješka donosi te brojke-bez marketinških gluposti.

2 Metode istraživanja
2.1 Radni komad i mašina

Legura: Inconel 718, 46 HRC, Ø 85 mm šipka, 250 mm prepusta.

Strug: DMG CTX beta 800, 12 kW, 7 MPa kroz-sredstvo za hlađenje alata, ponovljivost pozicioniranja 5 μm.

2.2 Alati za rezanje

2.3 Procedura

Dva prolaza po šipki: grubo do 1 mm završne obrade, završna obrada do konačne dubine od 0,2 mm.

Faktorska matrica: vc 40, 60, 80, 100, 120 m/min × fn 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 mm/r.

Kriterijum zaustavljanja: bočno trošenje VB=0.3 mm ili lom ivice.

Mjerenja: dinamometar (Kistler 9129A) za snagu, laserski profilometar (Keyence LJ-V7080) za Ra, X- difrakcija zraka za bijeli sloj.

3 Rezultati i analiza

3.1 Vijek trajanja alata
Slika 1 pokazuje vijek trajanja alata u odnosu na vc. Karbid prati klasični Taylor nagib (n=0.24) koji pada sa 24 min pri 40 m/min do 5 min pri 120 m/min. Keramika se raspršuje između 0,7-2,1 min iznad 80 m/min zbog termičkog pucanja.

3.2 Stopa uklanjanja materijala (MRR)
Tabela 1 daje kontrast MRR-u na istoj tački{1}}kraja vijeka trajanja{2}} alata.

3.3 Integritet površine

Ra (µm): karbid 0,42 ± 0,05; keramika 0,78 ± 0,12.

Dubina bijelog{0}}sloja: < 5 µm za oba; nema mjerljivog porasta mikro-tvrdoće.

Preostalo naprezanje: karbid ostavlja 120 MPa tlačne, keramika 180 MPa vlačne-i dalje unutar OEM granica.

3.4 Izvlačenje snage
Karbid je u prosjeku iznosio 2,1 kW; keramika je dostigla 3,8 kW, unutar rezerve vretena.

4 Diskusija
4.1 Mehanizmi habanja
Karbid je otkazao zbog trošenja bokova plus mikro{0}}struganja, u skladu sa Sandvikovim izvještajima. Keramika je podlegla pukotinama toplotnog udara koje su se širile od ivice, ubrzane rashladnom tečnošću.

4.2 Ekonomski prelaz
Koristeći-podatke za početne troškove (cijena umetanja, promjena-tokom vremena, brzina vretena),-slijeće na 110 m/min gdje je 3× MRR keramike veći od cijene umetka od 2× i veći rizik od otpada.

4.3 Ograničenja

Samo kontinuirani rez; prekinuti rezovi razbili su keramiku u pilot testovima.

Pritisak rashladne tekućine > 8 MPa smanjuje vijek trajanja keramike za 30 %.

4.4 Praktični poneti
Odaberite keramiku kada je (a) površina Ra 0,8 µm prihvatljiva, (b) vreteno može dati veću ili jednaku 100 m/min, (c) rezovi su kontinuirani. Držite se karbida za završnu završnu obradu aeroprofila ili bilo koji rad na prorezima/ramena.

5 Zaključak
Keramički umetci trostruke brzine uklanjanja materijala u Inconel 718 iznad 80 m/min dok zadovoljavaju specifikacije bijelog-sloja, ali hrapavost površine i rizik od loma favoriziraju karbid za Ra < 0,5 µm ili isprekidanu geometriju. Ponovite faktorijel pri pritisku rashladne tečnosti da potvrdite tačku prelaza prije -ponovnog citiranja posla.