Analyse der Fräsparameter von Werkstoffen aus Nickelbasislegierungen

Nickelbasierte Superlegierungsmaterialien weisen eine gute Festigkeit, eine gewisse Antioxidations- und Korrosionsfähigkeit sowie eine gute Festigkeit und Härte auf, die in der praktischen Produktion erzielt wurden

Wird immer häufiger verwendet. Die Verarbeitung von Nickelbasislegierungen ist jedoch schwierig, da sie Spuren des Elements W enthalten, das die Härte der Matrix erhöhen kann. Da das Bauteil zudem einen höheren Ni-Anteil aufweist, sind im Verarbeitungsprozess höhere Temperaturen erforderlich, um eine optimale Leistung zu gewährleisten. Dies stellt höhere Anforderungen an Schneidwerkzeuge und Verarbeitungsbedingungen.

Es gibt mehrere Probleme: 

1. Die Schnittkraft ist etwa 50% höher als die von 45#-Stahl. Nach der Bearbeitung sind die Kaltverfestigung und die Restspannung der Oberflächenschicht groß und der Verschleiß der Werkzeugspitze und des Randbereichs ist extrem stark.

② Schlechte Wärmeleitfähigkeit und hohe Schnitttemperatur. 

3. Bei großen Werkzeugen besteht die Tendenz zur Verklebung, es kommt leicht zu Spanansammlungen, die die Bearbeitungsqualität der bearbeiteten Oberfläche beeinträchtigen. 

④ Kombinierte harte Stellen wie Wolframkarbid und intermetallische Verbindungen in Gold wirken sich stark auf das Schneidwerkzeug aus. Starke harte Stellen werden abgenutzt.

Fallstudie zur Verarbeitung von Nickelbasislegierungen

Um die Verarbeitbarkeit und Anwendungsleistung von Nickelbasislegierungen zu verbessern, werden diese im Werk im Rahmen internationaler Verarbeitungsverfahren eingesetzt, um eine bessere Abdichtung des Werkstücks zu erreichen und Korrosionsschutz an den Dichtungsteilen zu gewährleisten. Außerdem wird eine Nickelbasislegierung aus Goldmaterial in die seitliche Dichtungsplatte des Werkstücks geschweißt, um nicht nur abzudichten, sondern auch Korrosion vorzubeugen, vor allem Korrosion durch Schwefelwasserstoff zu verhindern, die Schwefelbeständigkeit der Dichtungsplatte zu verbessern und einem Druck von 140 MPa standzuhalten. Nach dem Schweißen müssen einige Teile der geschweißten Nickelbasislegierung geschnitten und bearbeitet werden, um die Verwendungsanforderungen der Teile zu erfüllen. Während des Verarbeitungsprozesses werden durch Überprüfung der Versuchsdaten Schneidwerkzeuge und Schnittparameter ausgewählt, Werkzeugwege geändert und andere zusätzliche Bearbeitungsbedingungen geändert. Der Verarbeitungsprozess von Nickelbasislegierungen wird unter drei Gesichtspunkten untersucht, um schließlich angemessene Verarbeitungsparameter festzulegen und so eine gute Grundlage für die weitere Anwendung von Nickelbasislegierungen zu schaffen.

Das tatsächlich bearbeitete Musterwerkstück ist in Abbildung 1 dargestellt. Im Prozess der Bearbeitung, Test

Unter Berücksichtigung der Verarbeitungskosten, der Verarbeitungsvorteile, der tatsächlichen Situation des Unternehmens usw., hauptsächlich von den Werkzeugen, Schnittparametern, dem Werkzeugweg, den Verarbeitungsbedingungen usw.

Auswahl der Schneidwerkzeuge

Bei der Auswahl von Werkzeugen für die Bearbeitung von Nickelbasislegierungen ist zunächst zu beachten, dass für die Verarbeitung von Nickelbasislegierungen eine Heiztemperatur von über 900 °C erforderlich ist. Zu hohe Temperaturen führen zu groben Körnern und führen zu einem Verlust der Hochtemperaturbeständigkeit und Kriechfestigkeit des Materials. Zu den Schneidwerkzeugen, die bisher zur Bearbeitung von Nickelbasislegierungen verwendet wurden, zählen hauptsächlich Hartmetall, Keramikporzellan, CBN usw. Aufgrund der Verarbeitungskosten wird in Unternehmen häufiger Hartmetall verwendet.

Erstens verwenden wir gewöhnliche Hartbeschichtung 

Das Legierungswerkzeug verarbeitet die Teile, wie in Abbildung 2 dargestellt, obwohl es aus importierten Materialien besteht,

Das Werkzeug weist jedoch eine geringe Haltbarkeit, starken Verschleiß und schwere Schäden auf, wie z. B.

Wie in Abbildung 3 gezeigt, ist der Effekt nicht offensichtlich, obwohl die Schnittparameter und andere Parameter mehrmals geändert wurden

Nach vielen Experimenten und Tests, wie in Abbildung 4 dargestellt, wählen Sie entsprechend den Verarbeitungseigenschaften der Titanlegierung

Verwenden Sie feine Körner mit geringer Affinität zur Titanlegierung, guter Wärmeleitfähigkeit und hoher Festigkeit

Wolfram-Kobalt-Hartmetall, und schließlich wählen Sie das Hartmetall aus Shangao jhp780

Fräser, gute Wirkung [2]. Wie in Abbildung 5 gezeigt, hat diese Art von Werkzeug sowohl Spanabnahme als auch gute

Für den hinteren Winkel wird eine starre Doppelanforderung, ein kleiner Vorderwinkel und eine doppelte Hinterwinkelbehandlung übernommen, die tangentialer ist

Für den größten Teil des gewöhnlichen Stahls wird die Bogenübergangskante für den Spitzenteil verwendet, und die Rauheit der Klinge ist relativ hoch

Klein, gewährleistet einen reibungslosen Spanabtransport, geeignet für die Hochleistungsbearbeitung von Superlegierungen.

Auswahl der Schnittparameter

Bei der Auswahl der Schnittparameter werden die Verarbeitungseigenschaften der Nickelbasislegierung und die Grundeigenschaften der ausgewählten Schneidwerkzeuge berücksichtigt, insbesondere Schnitttemperatur, Spanbruch und Spanabfuhr. Die Produktion berücksichtigt verschiedene Aspekte der Kaltverfestigung. Die Schnittparameter werden überarbeitet, die Drehzahl der Werkzeugmaschine reduziert, d. h. die Schnittgeschwindigkeit verringert und ein größerer Fräser und ein angemessener Vorschub gewählt. Ein zu hoher Vorschub kann leicht zu Sägeblattbrand führen. Ein zu kleiner Wert führt zu einem zu schnellen Verschleiß des Sägeblatts, da es in der Kaltverfestigungsschicht arbeitet.

Auswahl der Schnittgeschwindigkeit

Ein Hartmetall-Schaftfräser mit einem Durchmesser von 14 mm und einer Drehzahl von 600 U/min ergibt gemäß der Berechnungsformel für die Schnittgeschwindigkeit vc = π dn /1000 eine Schnittgeschwindigkeit von 26,376 m/min, die etwas über dem Referenzwert der Werkzeugparameter liegt. Im Vergleich zum Schneiden von normalem Stahl können wir für dasselbe Werkzeug 2000 U/min wählen. Die Schnittgeschwindigkeit beträgt 87,92 m/min. Die gewählte Schnittgeschwindigkeit ist im Wesentlichen halb so hoch wie beim normalen Schneiden.

Auswahl der Vorschubgeschwindigkeit

Hartmetall-Schaftfräser mit einem Durchmesser von 14 mm, bei der Bearbeitung von gewöhnlichem Stahl

Die Vorschubgeschwindigkeit kann 2000 mm/min betragen. Bei der Verarbeitung von Nickelbasislegierungen

Um die Haltbarkeit des Werkzeugs zu gewährleisten, wählen Sie 250–300 mm/min, was etwa einem Achtel der üblichen Vorschubgeschwindigkeit beim Durchschneiden entspricht.

Auswahl der Schnittleistung

Um die Spanabfuhr zu gewährleisten und die Kaltverfestigung beim Schneiden zu minimieren, wählen Sie

Eine große Menge Messer wird gegessen, was hauptsächlich die Haltbarkeit von Messern verbessert und das Schleifen von Messern verringert

Verlust. In diesem Beispiel beträgt die zu verbrauchende Messermenge 1,5 mm, und der Status der Eisenspäne nach der Verarbeitung ist wie folgt:

Wie in Abbildung 6 dargestellt.

Tabelle 1 zeigt die Auswahl der Schnittgeschwindigkeit für verschiedene Kombinationen von Schnittmenge und Vorschubgeschwindigkeit

Wie in gezeigt. Nach dem Anpassen der Schnittparameter ist die Bearbeitungszeit zwar lang, aber groß

Es verbessert die Haltbarkeit von Schneidwerkzeugen erheblich. Früher waren 3 bis 4 Messer nötig, um ein Werkstück zu bearbeiten

Nach dem Wechseln des Werkzeugs und dem Anpassen der Schnittmenge kann die Bearbeitung eines Werkstücks mit einem Werkzeug abgeschlossen werden.

Durch die Verarbeitung von Nickelbasislegierungen zeigt sich, dass die Hauptschwierigkeiten bei der Verarbeitung von Nickelbasislegierungen darin liegen, die Haltbarkeit der Schneidwerkzeuge zu verbessern und die Verarbeitungsqualität des Werkstücks, insbesondere die Oberflächenqualität, nach sorgfältiger Auswahl sicherzustellen. Wählen Sie die entsprechenden Schneidparameter und einen geeigneten Bearbeitungsweg für dieses Beispiel. Durch die sorgfältige Behandlung von Routen und anderen Verarbeitungsbedingungen wird schließlich die Nickelbasissynthese realisiert. Für die Kleinserienproduktion und -verarbeitung von Goldwerkstücken wird die Haltbarkeit des Werkzeugs erheblich verbessert, ohne die Bearbeitungszeit zu verändern, und sichergestellt, dass ein Werkstück aus drei Messern besteht. 

Es kann mit einem Werkzeug abgeschlossen werden, und die Verarbeitungsqualität wird gleichzeitig verbessert, um die Werkstückbearbeitung sicherzustellen. Die intakte Geschwindigkeit der Maschine erreicht schließlich den idealen Verarbeitungseffekt