PFT, Shenzhen
Svrha: Kvantificirati razmak između karbidnih i keramičkih umetaka kada se završi-okretanje lopatica turbine Inconel 718 pod proizvodnim{2}}tlakom rashladne tekućine (7 MPa).
Metoda: jedna-točka, puni-faktorijalni pokus s različitim brzinama rezanja (vc 40–120 m/min) i posmakom (fn 0,05–0,20 mm/r). Krajnja{7}}točka životnog vijeka alata bila je bočna istrošenost od 0,3 mm ili katastrofalni lom. Zabilježeni su snaga, hrapavost površine (Ra) i dubina-bijelog sloja.
Rezultati: Pri vc 80 m/min, keramički umetci ojačani brkovima radili su 2,1 min prije loma, ali su uklonili 4,8x materijala presvučenog karbida (GC1115) što je trajalo 11 min. Karbid je proizveo Ra 0,42 µm naspram 0,78 µm za keramiku. Dubina bijelog-sloja ostala je ispod 5 µm za oba.
Zaključak: Keramika utrostručuje MRR kada je prihvatljiva brzina veća ili jednaka 80 m/min i površina Ra manja ili jednaka 0,8 µm; karbid ostaje sigurniji za Ra < 0,5 µm ili isprekidane rezove.
Karbidni umetak u odnosu na keramički umetak za turbinske lopatice od superlegure
Oštrice od superlegure na bazi nikla-napuštaju kovačnicu s 46 HRC i pojedu proračune alata za doručak. Trgovine obično biraju između ultra-čvrstih karbidnih i munjevito-brzih keramičkih umetaka bez tvrdih brojeva. Ova bilješka donosi te brojke-bez marketinške gluposti.
2 Metode istraživanja
2.1 Izradak i stroj
Legura: Inconel 718, 46 HRC, šipka Ø 85 mm, prepust 250 mm.
Tokarilica: DMG CTX beta 800, 12 kW, 7 MPa kroz-rashladno sredstvo za alat, ponovljivost pozicioniranja od 5 μm.
2.2 Alati za rezanje
| Parametar | Karbid | Keramika |
|---|---|---|
| Umetnuti | CNMG 120408-SF GC1115 | RNGN 120400 WH brkovi-ojačani Al₂O₃ |
| Premazivanje | TiAlN PVD | Nijedan |
| Kut nagiba | −6 stupnjeva | −15 stupnjeva |
| Priprema ruba | 25 µm hone | 10 µm skošenje |
2.3 Postupak
Dva prolaza po šipki: grubo do 1 mm materijala, završno do konačne 0,2 mm dubine.
Faktorska matrica: vc 40, 60, 80, 100, 120 m/min × fn 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 mm/r.
Kriteriji zaustavljanja: istrošenost boka VB=0.3 mm ili lom ruba.
Mjerenja: dinamometar (Kistler 9129A) za snagu, laserski profilometar (Keyence LJ-V7080) za Ra, difrakcija X-zraka za bijeli sloj.
3 Rezultati i analiza
3.1 Vijek trajanja alata
Slika 1 prikazuje vijek trajanja alata u odnosu na vc. Karbid slijedi klasični Taylorov nagib (n=0.24) padajući od 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 toplinskog pucanja.
3.2 Stopa uklanjanja materijala (MRR)
Tablica 1 uspoređuje MRR na istoj točki -životnog-života.
| vc (m/min) | MRR karbid (cm³/min) | MRR keramika (cm³/min) | Omjer |
|---|---|---|---|
| 60 | 1.8 | 4.2 | 2.3 |
| 80 | 2.4 | 11.5 | 4.8 |
| 100 | 3.0 | 14.1 | 4.7 |
3.3 Cjelovitost površine
Ra (µm): karbid 0,42 ± 0,05; keramika 0,78 ± 0,12.
Dubina bijelog-sloja: < 5 µm za oba; nema mjerljivog povećanja mikro-tvrdoće.
Preostalo naprezanje: karbid ostavlja 120 MPa tlačno, keramika 180 MPa vlačno-i dalje unutar OEM ograničenja.
3.4 Potrošnja energije
Karbid je u prosjeku iznosio 2,1 kW; keramički maksimum na 3,8 kW, unutar rezerve vretena.
4 Rasprava
4.1 Mehanizmi trošenja
Karbid je otkazao zbog trošenja bočne strane plus mikro{0}}krhotina, u skladu s izvješćima Sandvika. Keramika je podlegla pukotinama od toplinskog udara koje su se širile od skošenja, ubrzane rashladnom tekućinom.
4.2 Ekonomsko križanje
Koristeći-pokretače minimalnih troškova (umetnite cijenu, promjenu-tijekom vremena, brzinu vretena), pokri-nastaje na 110 m/min gdje keramički 3× MRR nadmašuje njegovu cijenu umetka 2× i veći rizik od otpada.
4.3 Ograničenja
Samo kontinuirani rez; prekinuti rezovi razbili su keramiku u pilot testovima.
Tlak rashladne tekućine > 8 MPa smanjio je vijek trajanja keramike za 30 %.
4.4 Praktični zaključak
Odaberite keramiku kada je (a) površina Ra 0,8 µm prihvatljiva, (b) vreteno može isporučiti veće ili jednako 100 m/min, (c) rezovi su kontinuirani. Držite se karbida za završnu završnu obradu aeroprofila ili bilo kakav rad s utorom/ramenom.
5 Zaključak
Keramički umetci utrostručuju stope uklanjanja materijala u Inconelu 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 na vašem tlaku rashladne tekućine kako biste potvrdili točku križanja prije-ponovnog citiranja posla.