„Inconel 718“ apdirbimas aukštai - temperatūros programoms

1

Inconel 718 retains >600 MPa derliaus stiprumas yra 650 laipsnių, todėl jis būtinas turbinų diskams ir degiklio įdėklams [1]. Įprastas apdirbimas patiria greitą įrankio susidėvėjimą ir tempimo liekamąjį įtempį, pakenkdamas nuovargio veikimui [2]. Hibridinis kriogeninis - lazerio pagalbinis apdirbimas (moliuskas) parodė potencialą sušvelninti šias problemas [3], tačiau sisteminiai duomenys esant reprezentacinėms šiluminėms apkrovoms tebėra menkas. Šis tyrimas kiekybiškai įvertina moliuskų našumą nuo pradinio potvynio aušinimo, naudojant statistiškai suprojektuotus eksperimentus ir fiziką - pagrįstą temperatūros modeliavimą.

2 tyrimo metodai
2.1 Eksperimentinis dizainas
Buvo pasirinktas „Taguchi L9“ stačiakampis masyvas, siekiant sumažinti eksperimentinius važiavimus, o fiksuojant pirmąjį - užsakymo sąveiką (1 lentelė). Nepriklausomi kintamieji: pjovimo greitis (VC), tiekimas (F) ir skystis - azoto srovės slėgis (P). Priklausomi kintamieji: įrankio tarnavimo laikas (T), šoninis nusidėvėjimas (VB), paviršiaus šiurkštumas (RA), liekamasis įtempis (σr).

1 lentelė L9 masyvo faktoriaus lygiai
Lygis|VC (M Min⁻antu)|f (mm rev⁻¹)|P (MPA)
1 | 30 | 0.05 | 2
2 | 60 | 0.10 | 4
3 | 90 | 0.15 | 6

2.2 Medžiaga ir įrankiai
Ruošinys: tirpalas - apdorotas ir brandintas „Inconel 718“ (AMS 5662), kietumas 44 ± 1 HRC. Pjovimo įdėklas: „Sandvik CNMG 120408-PM“, 1105 laipsnis (Tialn-Tin Multilayer, 3,5 μm). Įrankių laikiklis: PSBNR 2525M12, artėjimo kampas 75 laipsnis, grėblio 6 laipsnis, 5 laipsnis.

2.3 Aparatas
MAŠINOS ĮRANKIS: DMG - „Mori NLX 2500 SY“, maksimalus verpstė 4000 aps / min. Kriogeninis pristatymas: dviguba - purkštuko skystis - azoto sistema (slėgis 0–8 MPa, srautas 3–12 l min⁻antu). Lazeris Pre - Šiluma: 500 W pluošto lazeris (λ=1070 nm), taškinio skersmuo 2 mm, galios tankis 15 kW cm⁻².

2.4 Duomenų rinkimas
Jėgos, išmatuotos Kistler 9129AA Triakio dinamometru; Signalai, imami 20 kHz, ir žemai - praėjimas, filtruojamas 1 kHz dažniu. Įrankio ir chip sąsajos temperatūra, užfiksuota dvigubai - bangos pirometras (1,5–1,8 µm, 1 kHz). Liekamasis įtempis, nustatomas pagal x - spinduliuotės difrakciją (Sin²vel metodas, Cr - k spinduliuotė) 50 μm žingsniu. Paviršiaus šiurkštumas, užfiksuotas per „Alicona Infinitefocus G5“ (0,01 µm vertikali skiriamoji geba).

2.5 Šiluminis modeliavimas
Johnsono - kranto konstituciniai parametrai buvo atnaujinti iš padalijimo - Hopkinson testų esant 25–800 laipsnių ir 10⁻³–10⁴ S⁻antu deformacijos greičiui. Temperatūros kilimas pirminės šlyties zonoje buvo prognozuojama naudojant Oxley apdirbimo teoriją kartu su šilumos skaidinio koeficientais, gautais iš infraraudonųjų spindulių termografijos.

3 rezultatai ir analizė
3.1 Įrankio gyvenimas ir dėvėjimo mechanizmai
1 paveiksle parodytas šoninio nusidėvėjimo progresavimas pagal tris aušinimo strategijas. CLAM parodė vienodą nusidėvėjimo žemės augimą (VB=0.3 mm 28,7 min.), O potvynių aušinimas pasiekė įrankį - gyvenimo kriterijus 12,1 min. SEM mikrografijos atskleidė dominuojančią difuzijos susidėvėjimą potvynių aušinime, slopinami moliuskai, esant žemesnei sąsajos temperatūrai (Δt ≈ 200 laipsnių).

3.2 Paviršiaus vientisumas
2 paveiksle kontrastuoja RA ir liekamųjų įtempių profiliai. CLAM gamino RA=0.31 ± 0,02 µm, palyginti su 0,47 ± 0,05 µm, aušinant potvynį. Likęs įtempis moliuste liko suspaudžiamas (–380 ± 45 MPa) iki 150 μm gylio; Potvynių aušinimas sukėlė tempimo įtempį (+120 ± 30 MPa) esant 50 μm.

3.3 Nuovargio veikimas
Trys - taškinis lenkimas (ASTM E466) esant 650 laipsnių, parodė dvigubą ciklų padidėjimą iki gedimo (2,6 × 10⁵) moliuskų mėginiams, palyginti su potvyniu - aušinamais valdikliais (1,3 × 10⁵). Fraktografija patvirtinta įtrūkimo iniciacija pasislinko iš paviršiaus į sub - paviršių, atitinkantį gniuždomojo liekanos įtempį.

3.4 Modelio patvirtinimas
Prognozuojamos pirminės šlyties - zonos temperatūros, suderintos su 8 % pirometrijos duomenų pagal visus parametrų derinius (R²=0.92). Kalibruotas šiluminis modelis leidžia proceso planuotojams iš anksto iš anksto pasirinkti pjovimo parametrus, kurie palaiko sąsajos temperatūrą, mažesnę kaip 650 laipsnių, sumažina difuzijos susidėvėjimą.

4 diskusija
4.1 Dėvėkite slopinimo mechanizmą
Žemesnė sąsajos temperatūra esant moliuskai slopina tialn oksidaciją ir sumažina kobalto rišiklio difuziją į lustą, prailgindama įrankio tarnavimo laiką. Lazeriu prieš - šilumos moderuoja šiluminį šoką iš kriogeninių purkštukų, užkertant kelią mikro - skaldymui, stebint tik ankstesniame kriogeniniame - tyrimuose [4].

4.2 Likęs streso formavimasis
Gniuždomasis įtempis atsiranda dėl greito apdirbto paviršiaus kriogeninio gesinimo. Lazeriu pre - šilumos nuokrypis per didelis aušinimas, užkertant kelią trapios fazės branduoliui (δ - ni₃nb), kuri galėtų pakenkti lankstumui [5].

4.3 apribojimai
Eksperimentai buvo naudojami nuolatiniu posūkiu; Nutrauktas pjovimas, būdingas malimui, gali pakeisti šilumos skaidinį ir liekamąjį įtempį. Medžiagos anizotropija suklastotuose diskuose nebuvo nagrinėjama. Liksidinis skysčio -} azoto vartojimo ir produktyvumo padidėjimo ekonominis vertinimas.

4.4 Praktinės pasekmės
„Clam“ suteikia galimybę sausai arba šalia - sauso „Inconel 718“ komponentų apdirbimo iki 650 laipsnių, o aušinimo skysčio atliekos sumažėja 78 %, o įrankių inventorius - 40 %. Integracija su adaptyvia valdymu, pagrįsta tikru - laiko šiluminiu vaizdu, kad būtų galima kompensuoti įdėklo susidėvėjimą ir ruošinių kintamumą.

5 Išvados
„Clam“ prailgina įrankio tarnavimo laiką 2.4 - sulankstykite ir dvigubai padidina „Inconel 718“ komponentų nuovargį, palaikydamas gniuždomąjį liekamąjį įtempį ir žemą paviršiaus šiurkštumą esant 650 laipsnių. Patvirtintas šiluminis modelis pateikia atkuriamą parametrų pasirinkimo sistemą. Būsimame darbe turėtų būti sutelktas dėmesys į bandymų frezavimą ir gyvavimo ciklo sąnaudų analizę.

Populiarus Žymos: „Inconel 718“ apdirbimas Aukštai - temperatūros programos, „China Inconel 718“ apdirbimas aukštai - temperatūros programų gamintojams, tiekėjams, gamyklai