PFT, Shenzhen
Propòsit: quantificar l'espai entre les insercions de carbur i ceràmica quan s'acabi de-girar les pales de la turbina Inconel 718 sota la pressió del refrigerant del sòl de producció-(7 MPa).
Mètode: un sol-punt, prova-factorial completa, va variar la velocitat de tall (vc 40–120 m/min) i l'alimentació (fn 0,05–0,20 mm/r). El punt final de la vida-de l'eina era un desgast del flanc de 0,3 mm o una fractura catastròfica. S'ha registrat la potència, la rugositat superficial (Ra) i la profunditat-de la capa blanca.
Resultats: a vc 80 m/min, les insercions de ceràmica reforçades amb bigotis- van funcionar 2,1 min abans de la fractura, però van eliminar 4,8 vegades el material de carbur recobert (GC1115) que va durar 11 min. El carbur va produir Ra 0,42 µm enfront de 0,78 µm per a la ceràmica. La profunditat de la-capa blanca es va mantenir per sota dels 5 µm per a tots dos.
Conclusió: La ceràmica triplica el MRR quan la velocitat és superior o igual a 80 m/min i la superfície Ra inferior o igual a 0,8 µm és acceptable; El carbur continua sent més segur per a Ra < 0,5 µm o talls interromputs.
Inserció de carbur vs insert de ceràmica per a pales de turbina de superaliatge
Les fulles de superaliatge basades en níquel-surten de la farga a 46 HRC i consumeixen pressupostos d'eines per esmorzar. Les botigues solen triar entre inserts de ceràmica ultra-resistents i-de ceràmica ràpida sense números durs. Aquesta nota ofereix aquestes xifres-sense cap mena de màrqueting.
2 Mètodes de recerca
2.1 Peça i màquina
Aliatge: Inconel 718, 46 HRC, barra Ø 85 mm, voladís de 250 mm.
Torn: DMG CTX beta 800, 12 kW, 7 MPa mitjançant -refrigerant d'eina, repetibilitat de posicionament de 5 μm.
2.2 Eines de tall
| Paràmetre | Carbur | Ceràmica |
|---|---|---|
| Insereix | CNMG 120408-SF GC1115 | RNGN 120400 WH bigotis-Al₂O₃ reforçat |
| Revestiment | TiAlN PVD | Cap |
| Angle de rasclet | -6 graus | -15 graus |
| Preparació de vora | Afilat de 25 µm | Xamfrà de 10 µm |
2.3 Procediment
Dues passades per barra: brut fins a 1 mm d'estoc, acabat fins a 0,2 mm de profunditat final.
Matriu factorial: vc 40, 60, 80, 100, 120 m/min × fn 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 mm/r.
Criteris d'aturada: desgast del flanc VB=0.3 mm o fractura de la vora.
Mesures: dinamòmetre (Kistler 9129A) per a potència, perfilòmetre làser (Keyence LJ-V7080) per Ra, difracció de raigs X{-per a capa blanca.
3 Resultats i anàlisi
3.1 Vida útil de l'eina
La figura 1 mostra la vida útil de l'eina versus vc. El carbur segueix un pendent de Taylor clàssic (n=0.24) que baixa de 24 min a 40 m/min a 5 min a 120 m/min. Les ceràmiques s'escampen entre 0,7 i 2,1 min per sobre dels 80 m/min a causa del craqueig tèrmic.
3.2 Taxa d'eliminació de material (MRR)
La taula 1 contrasta l'MRR al mateix-punt final-de la vida útil de l'eina.
| vc (m/min) | Carbur MRR (cm³/min) | Ceràmica MRR (cm³/min) | Ratio |
|---|---|---|---|
| 60 | 1.8 | 4.2 | 2.3 |
| 80 | 2.4 | 11.5 | 4.8 |
| 100 | 3.0 | 14.1 | 4.7 |
3.3 Integritat superficial
Ra (µm): carbur 0,42 ± 0,05; ceràmica 0,78 ± 0,12.
Profunditat de la-capa blanca: < 5 µm per a tots dos; no hi ha augment mesurable de micro-duresa.
Tensió residual: el carbur deixa una compressió de 120 MPa, una tracció ceràmica de 180 MPa-encara dins dels límits de l'OEM.
3.4 Consum d'energia
Carbur va tenir una mitjana de 2,1 kW; la ceràmica va arribar a 3,8 kW, dins de la reserva del cargol.
4 Discussió
4.1 Mecanismes de desgast
El carbur ha fallat per desgast dels flancs i micro{0}}estella, d'acord amb els informes de Sandvik . La ceràmica va sucumbir a les esquerdes de xoc tèrmic que es propagaven des del xamfrà, accelerades pel refrigerant.
4.2 Encreuament-econòmic
Utilitzant-inductors de costos de planta (preu d'inserció, canvi-amb el temps, velocitat del cargol), s'aconsegueix-equilibris a 110 m/min on el MRR 3× de la ceràmica supera el seu preu d'inserció 2× i el risc de ferralla més elevat.
4.3 Limitacions
Només tall continu; talls interromputs ceràmica trencada en proves pilot.
La pressió del refrigerant > 8 MPa redueix la vida útil de la ceràmica en un 30 %.
4.4 Menjar pràctic
Trieu la ceràmica quan (a) la superfície Ra 0,8 µm sigui acceptable, (b) l'eix pot oferir una velocitat superior o igual a 100 m/min, (c) els talls són continus. Enganxeu-vos al carbur per a l'acabat final de la superfície aerodinàmica o qualsevol treball de ranura/espatlla.
5 Conclusió
Les insercions de ceràmica tripliquen les taxes d'eliminació de material a Inconel 718 per sobre dels 80 m/min mentre compleixen les especificacions de la capa blanca-, però la rugositat superficial i el risc de fractura afavoreixen el carbur per a Ra < 0,5 µm o la geometria interrompuda. Replica el factorial a la pressió del teu refrigerant per confirmar el punt d'encreuament abans de tornar a-cotitzar la feina.