Никелевые жаропрочные суперсплавы René 41 и Waspaloy разработаны для критически нагруженных деталей турбин, дисков компрессоров и камер сгорания авиадвигателей. Материалы сохраняют предел текучести свыше восьмисот мегапаскалей при экстремальных температурах до девятисот градусов Цельсия. Однако интерметаллическое гамма-штрих упрочнение, высокая абразивность карбидов титана и склонность к наклепу делают их обработку предельно сложной. Высокоскоростное фрезерование керамическим инструментом открывает принципиально новые горизонты производительности.
Химический состав и термостойкость René 41 и Waspaloy
Структура сплавов René 41 и Waspaloy содержит высокий процент кобальта, хрома, молибдена и алюминия, формирующих плотную решетку интерметаллидных фаз Ni3(Al,Ti). Металлы обладают исключительно низкой теплопроводностью около одиннадцати Вт/(м*К), из-за чего практически все тепло концентрируется на тончайшей контактной кромке инструмента. При традиционном твердосплавном резании скорость ограничена двадцатью пятью метрами в минуту из-за термической деградации связки карбидов.
Расчет теплового потока в зону резания никелевого суперсплава выполняется по формуле:
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 G3
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-1050 F4
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-845 G3
Q_heat_rene = C_therm_flux * K_c_super * V_c * a_p * f_z * (1 - Eta_chip_flow)где параметр K_c_super обозначает удельное сопротивление резанию сплава René 41, V_c выражает скорость резания, a_p и f_z задают глубину и подачу, Eta_chip_flow определяет долю тепла уносимого стружкой.
Высокоскоростное фрезерование керамическими фрезами SiAlON
Применение фрез из нитридокремниевой керамики SiAlON или композитов с нитевидными кристаллами SiC (Whisker ceramics) позволяет увеличить скорость резания до тысячи метров в минуту. При таких скоростях температура в зоне резания достигает тысячи градусов Цельсия, вызывая локальное термическое размягчение никелевой основы прямо перед фронтом резания. Керамика сохраняет твердость и химическую инертность, срезая размягченный металл с огромной скоростью.
Фрезерование жаропрочных сплавов керамическим инструментом выполняется исключительно всухую или с воздушным обдувом, так как контакт с жидкостью вызывает мгновенный термоудар и растрескивание керамики.
Факторы успешного скоростного фрезерования керамикой включают правила:
- Поддержание непрерывного контакта инструмента с заготовкой без остановок подачи в теле детали.
- Программирование плавного врезания по дуге с постоянным ускорением рабочих органов ЧПУ.
- Использование жестких оправок HSK-A63 с минимальным радиальным вылетом фрезы.
- Применение мощных вытяжных систем для удаления микродисперсного оксидного аэрозоля.
Подобрать оборудование под вашу задачу
Твердосплавный чистовой инструмент с покрытиями AlTiSiN
Для финишных чистовых проходов, где требуется полностью исключить остаточные термические напряжения, применяют монолитные твердосплавные фрезы из субмикрозернистого сплава. Режущий инструмент оснащается многослойными наноструктурированными покрытиями TiAlSiN с микротвердостью до тридцати шести гигапаскалей. Чистовая обработка выполняется с обильной подачей водорастворимой СОЖ под высоким давлением для охлаждения приповерхностного слоя детали.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ MILLMASTER VMM-855S
FPV-30G фрезерный станок с ЧПУ
Фрезерный станок с ЧПУ RS 6090TT
- Черновая высокопроизводительная выборка основного припуска керамической фрезой SiAlON на скорости 800 м/мин.
- Технологическая пауза для полного остывания и естественной релаксации напряжений заготовки.
- Получистовой проход твердосплавной фрезой с припуском две десятых миллиметра на сторону.
- Финишная калибровка фасонного профиля лопатки монолитной фрезой на скорости 40 м/мин.
| Тип режущего материала | Скорость резания Vc, м/мин | Подача на зуб fz, мм/зуб | Стойкость инструмента, мин |
|---|---|---|---|
| Керамика SiAlON (черновое) | 600 - 1000 | 0.04 - 0.08 | 12 - 18 |
| Керамика с вискерами SiCw | 700 - 1100 | 0.03 - 0.07 | 15 - 22 |
| Твердый сплав AlTiSiN (чистовое) | 30 - 50 | 0.02 - 0.05 | 45 - 60 |
Тепловой баланс и предотвращение локального перегрева
Контроль температурного градиента при обработке никелевых деталей предотвращает образование белого слоя и локальных структурных трансформаций сплава. При керамическом фрезеровании стружка выходит в виде ярко-красного раскаленного потока, унося свыше девяноста процентов выделяемого тепла. Тело детали остается относительно холодным, не превышая температуры ста пятидесяти градусов, что гарантирует сохранение фазового состава материала.
Своевременная замена изношенных керамических пластин исключает неконтролируемый перегрев поверхностного слоя заготовки.
Контроль целостности поверхности деталей турбин
Ответственные детали роторов и статоров газовых турбин проходят обязательный контроль методами люминесцентной дефектоскопии и рентгеновской дифрактометрии остаточных напряжений. На поверхности профиля допускаются исключительно сжимающие остаточные напряжения, повышающие сопротивление усталости. Качественное чистовое фрезерование обеспечивает шероховатость Ra 0.4 мкм и полное отсутствие микротрещин.
Соблюдение регламентов резания гарантирует надежную работу турбинных компонентов при многотысячечасовом ресурсе. Предприятия энергетического и авиационного машиностроения получают стабильно высокое качество деталей.
Фрезерные станки с ЧПУ
Весь раздел →
Фрезерный станок с ЧПУ RABBIT SF-6090
Фрезерный станок с ЧПУ EXT SHG 0404
