Aké sú výzvy pri obrábaní niklu a chrómu?

Obrábanie zliatin niklu a chrómu predstavuje jedinečný súbor výziev, ktoré musia výrobcovia a dodávatelia, ako aj ja, zvládnuť, aby zabezpečili vysokokvalitné produkty. Ako dodávateľ niklu a chrómu som bol svedkom ťažkostí, ktoré so sebou prináša práca na týchto materiáloch. V tomto blogu sa ponorím do kľúčových výziev pri obrábaní niklu a chrómu a rozoberiem možné riešenia.

Vysoká pevnosť a húževnatosť

Zliatiny niklu a chrómu sú známe svojou vysokou pevnosťou a húževnatosťou, čo sú požadované vlastnosti v mnohých aplikáciách, ako je letecký, automobilový a energetický priemysel. Tieto isté vlastnosti ich však mimoriadne sťažujú na obrábanie. Pri rezaní niklu a chrómu si vysoká pevnosť materiálu vyžaduje značné rezné sily. To môže viesť k rýchlemu opotrebovaniu nástroja, pretože rezné hrany nástrojov sú vystavené intenzívnemu tlaku a treniu.

Napríklad pri sústružníckych operáciách musí rezný nástroj preniknúť cez materiál, ktorý odoláva deformácii. Vysoká húževnatosť znamená, že triesky vznikajúce pri obrábaní sú často dlhé a vláknité, ktoré sa môžu zapliesť okolo rezného nástroja a obrobku. To ovplyvňuje nielen povrchovú úpravu obrábanej časti, ale zvyšuje aj riziko zlomenia nástroja.

Na riešenie tejto výzvy výrobcovia nástrojov vyvinuli špecializované rezné nástroje s pokročilými povlakmi. Tieto povlaky, ako je nitrid titánu (TiN) alebo nitrid titánu a hliníka (TiAlN), znižujú trenie medzi nástrojom a obrobkom, čím zlepšujú odolnosť nástroja voči opotrebovaniu. Okrem toho optimalizácia rezných parametrov, ako je zníženie reznej rýchlosti a zvýšenie rýchlosti posuvu, môže pomôcť zvládnuť vysoké rezné sily.

Práca - kalenie

Zliatiny niklu a chrómu majú pri obrábaní tendenciu pracovať - ​​tvrdnúť. Opracovanie - kalenie nastáva pri zvýšení tvrdosti materiálu v dôsledku plastickej deformácie pri procese rezania. Toto je veľký problém, pretože vytvrdená vrstva môže spôsobiť ešte rýchlejšie opotrebovanie nástroja a sťažiť následné obrábacie operácie.

Keď rezný nástroj začne rezať do zliatiny niklu a chrómu, materiál v blízkosti reznej hrany podlieha deformácii. Keď sa nástroj pohybuje materiálom, táto deformovaná vrstva sa stáva tvrdšou a nástroj potom musí prerezať túto vytvrdenú vrstvu. Tento cyklus sa opakuje, čo vedie k výraznému zvýšeniu tvrdosti materiálu v blízkosti obrábaného povrchu.

Na zmiernenie práce - kalenia je kľúčové používať ostré rezné nástroje. Tupé nástroje zväčšujú veľkosť deformácie a tým umocňujú prácu - kalenie. Taktiež použitie dostatočného množstva chladiacej kvapaliny pri obrábaní môže pomôcť odvádzať teplo, ktoré je jedným z faktorov podieľajúcich sa na práci – kalení. Chladiace kvapaliny nielenže znižujú teplotu v zóne rezu, ale tiež odplavujú triesky, čím bránia ich ďalšej deformácii.

Generovanie tepla

Obrábanie zliatin niklu a chrómu vytvára veľké množstvo tepla. Vysoká pevnosť a húževnatosť materiálu znamená, že na jeho prerezanie je potrebné viac energie a táto energia sa premieňa na teplo. Nadmerné teplo môže mať viacero negatívnych účinkov. Môže spôsobiť tepelnú rozťažnosť obrobku, čo vedie k rozmerovým nepresnostiam. Môže tiež znížiť tvrdosť rezného nástroja, čím sa urýchli opotrebovanie nástroja.

Napríklad pri frézovacích operáciách môže byť generované teplo také intenzívne, že môže spôsobiť privarenie triesok k reznému nástroju, jav známy ako tvorba nahromadených hrán. Vybudované hrany môžu zhoršiť povrchovú úpravu obrábaného dielu a zvýšiť rezné sily.

Na riadenie výroby tepla môže byť veľmi efektívne používanie vysokotlakových chladiacich systémov. Tieto systémy dodávajú veľké množstvo chladiacej kvapaliny priamo do reznej zóny pod vysokým tlakom, čím zaisťujú efektívny prenos tepla. Ďalším prístupom je použitie rezných nástrojov s dobrou tepelnou vodivosťou. Nástroje vyrobené z materiálov, ako je karbid, môžu efektívnejšie odvádzať teplo od reznej hrany, čím sa znižuje teplota v zóne rezu.

Čipové ovládanie

Ako už bolo spomenuté, triesky vznikajúce pri obrábaní zliatin niklu a chrómu sú často dlhé a vláknité. Tieto čipy môžu spôsobiť niekoľko problémov. Môžu sa omotať okolo rezného nástroja, blokovať prietok chladiacej kvapaliny a zvyšovať teplotu v zóne rezu. Môžu tiež poškriabať opracovaný povrch, čím sa zhorší povrchová úprava.

Správna kontrola triesok je nevyhnutná na zabezpečenie hladkých operácií obrábania. Jedným zo spôsobov, ako to dosiahnuť, je použitie lámačov triesok na rezných nástrojoch. Lamače triesok sú navrhnuté tak, aby lámali dlhé triesky na menšie, lepšie zvládnuteľné kúsky. Úpravou geometrie lámača triesok možno kontrolovať veľkosť a tvar triesok.

Ďalšou metódou je optimalizácia rezných parametrov. Napríklad zvýšenie rýchlosti posuvu môže niekedy pomôcť ľahšiemu lámaniu triesok. Toto je však potrebné vyvážiť s ostatnými reznými parametrami, aby sa predišlo ohrozeniu kvality povrchu a životnosti nástroja.

Odolnosť proti korózii a povrchová úprava

Zliatiny niklu a chrómu sú vysoko odolné voči korózii, čo je veľkou výhodou v mnohých aplikáciách. Dosiahnutie dobrej povrchovej úpravy počas obrábania však môže byť náročné vzhľadom na vlastnosti materiálu. Vysoká pevnosť a húževnatosť zliatiny môže sťažiť rovnomerné odstraňovanie materiálu, čo vedie k drsnému povrchu.

Nekvalitná povrchová úprava môže ovplyvniť nielen vzhľad dielu, ale aj jeho odolnosť proti korózii. Mikroskopické nepravidelnosti na povrchu môžu pôsobiť ako miesta iniciácie korózie. Pre získanie dobrej povrchovej úpravy je dôležité po prvotnom opracovaní použiť jemné dokončovacie operácie ako brúsenie alebo leštenie.

Okrem toho hrá zásadnú úlohu aj výber rezných nástrojov a rezných parametrov. Použitie ostrého rezného nástroja s malým polomerom špičky môže pomôcť vytvoriť hladší povrch. Zníženie reznej rýchlosti a rýchlosti posuvu počas dokončovacieho prechodu môže tiež zlepšiť kvalitu povrchu.

Dostupnosť produktov Nickel Chromium

Ako dodávateľ niklu a chrómu ponúkam širokú škálu produktov, ktoré spĺňajú rôzne potreby zákazníkov. Napríklad mámeNiklový 60-prvkový drôt, ktorý je vhodný pre aplikácie vyžadujúce vysoký elektrický odpor a dobrú odolnosť proti oxidácii. nášNickel 7030 Element Stripje známy svojimi vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami a je široko používaný pri výrobe vykurovacích telies. A náš8020 Nichrome drôtje obľúbenou voľbou pre rôzne elektrické a vykurovacie aplikácie.

Záver

Obrábanie zliatin niklu a chrómu je zložitý proces s mnohými výzvami. Od vysokej pevnosti a húževnatosti až po prácu - kalenie, vytváranie tepla, kontrolu triesok a problémy s povrchovou úpravou, každý aspekt si vyžaduje starostlivé zváženie. So správnymi nástrojmi, reznými parametrami a stratégiami obrábania však možno tieto výzvy prekonať.

Ako dodávateľ niklu a chrómu som odhodlaný poskytovať vysokokvalitné produkty a úzko spolupracovať so zákazníkmi pri riešení ich potrieb v oblasti obrábania. Ak čelíte problémom pri obrábaní niklu a chrómu alebo máte záujem o naše produkty, odporúčame vám, aby ste ma kontaktovali kvôli diskusii o obstarávaní. Môžeme spolupracovať pri hľadaní najlepších riešení pre vaše špecifické aplikácie.

Referencie

• Kalpakjian, S., & Schmid, SR (2008). Výrobné inžinierstvo a technológia. Pearson Prentice Hall.
• Trent, EM a Wright, PK (2000). Rezanie kovov. Butterworth - Heinemann.
• Astakhov, viceprezident (2010). Mechanika rezania kovov. Springer.