Aké sú procesy obrábania zliatin niklu?

Ako dôveryhodný dodávateľ zliatin niklu som bol svedkom pozoruhodných vlastností a rôznych aplikácií týchto materiálov. Zliatiny niklu sú známe svojou výnimočnou odolnosťou proti korózii, pevnosťou pri vysokých teplotách a vynikajúcimi mechanickými vlastnosťami, vďaka čomu sú nenahraditeľné v rôznych priemyselných odvetviach vrátane letectva, chemického spracovania a lodného inžinierstva. V tomto blogovom príspevku sa ponorím do procesov obrábania niklových zliatin, podelím sa o poznatky a osvedčené postupy založené na mojich dlhoročných skúsenostiach v tejto oblasti.

Pochopenie zliatin niklu

Predtým, ako preskúmame procesy obrábania, je nevyhnutné pochopiť jedinečné vlastnosti zliatin niklu. Zliatiny niklu sa skladajú predovšetkým z niklu s rôznym množstvom ďalších prvkov, ako je chróm, molybdén a železo. Tieto legujúce prvky zlepšujú vlastnosti materiálu, vďaka čomu je vhodný pre špecifické aplikácie. napr.Zliatina niklu 200je komerčne čistá zliatina niklu s vynikajúcou odolnosťou proti korózii v širokej škále prostredí, pričomNikel 201je nízkouhlíková verzia niklu 200, ktorá ponúka zlepšenú odolnosť proti praskaniu koróziou pod napätím.

Výzvy pri obrábaní zliatin niklu

Obrábanie zliatin niklu môže byť náročné kvôli ich vysokej pevnosti, tendencii k deformácii a nízkej tepelnej vodivosti. Tieto vlastnosti môžu viesť k zvýšeným rezným silám, opotrebovaniu nástroja a zlej povrchovej úprave. Okrem toho sú zliatiny niklu náchylné na tvorbu hrán, čo môže ďalej zhoršovať kvalitu povrchu a rozmerovú presnosť obrábaných dielov. Na prekonanie týchto výziev je dôležité vybrať vhodné procesy obrábania a rezné nástroje a optimalizovať parametre obrábania.

Procesy obrábania zliatin niklu

Sústruženie

Sústruženie je bežný proces obrábania používaný na výrobu valcových dielov zo zliatin niklu. Zahŕňa otáčanie obrobku, zatiaľ čo rezný nástroj odoberá materiál z vonkajšieho priemeru. Pri sústružení zliatin niklu je nevyhnutné používať ostré rezné nástroje s pozitívnym uhlom čela, aby sa znížili rezné sily a zabránilo sa mechanickému spevneniu. Nástroje z rýchloreznej ocele (HSS) sú vhodné pre nízkorýchlostné sústruženie, zatiaľ čo nástroje z tvrdokovu sú preferované pre vysokorýchlostné sústruženie. Okrem toho môže použitie chladiacej kvapaliny alebo maziva pomôcť rozptýliť teplo a znížiť opotrebovanie nástroja.

Frézovanie

Frézovanie je ďalší široko používaný proces obrábania zliatin niklu. Zahŕňa použitie rotačnej frézy na odstránenie materiálu z obrobku. Frézovanie je možné vykonávať na rôznych povrchoch vrátane plochých, zakrivených a tvarovaných povrchov. Pri frézovaní zliatin niklu je dôležité používať frézu s vysokým uhlom skrutkovice a veľkým počtom zubov, aby sa znížili rezné sily a zlepšil sa odvod triesok. Karbidové stopkové frézy sa bežne používajú na frézovanie zliatin niklu, pretože ponúkajú vysokú odolnosť proti opotrebeniu a dokážu odolať vysokým rezným teplotám vznikajúcim počas procesu obrábania.

Vŕtanie

Vŕtanie je proces obrábania používaný na vytváranie otvorov v zliatinách niklu. Zahŕňa použitie vrtáka na preniknutie do obrobku a odstránenie materiálu. Pri vŕtaní zliatin niklu je dôležité používať vrták s ostrým hrotom a vysokým uhlom skrutkovice, aby sa znížili rezné sily a zabránilo sa mechanickému spevneniu. Okrem toho môže použitie chladiacej kvapaliny alebo maziva pomôcť rozptýliť teplo a znížiť opotrebovanie nástroja. Na vŕtanie hlbokých dier môže byť potrebné použiť pištoľový vrták alebo vrták BTA, ktoré sú špeciálne určené na tento účel.

Brúsenie

Brúsenie je dokončovací proces používaný na zlepšenie povrchovej úpravy a rozmerovej presnosti dielov zo zliatiny niklu. Zahŕňa použitie brúsneho kotúča na odstránenie malého množstva materiálu z obrobku. Pri brúsení zliatin niklu je dôležité používať kotúč s mäkkým spojivom a jemnou zrnitosťou, aby sa zabránilo prehriatiu a mechanickému spevneniu. Okrem toho, použitie chladiacej kvapaliny alebo maziva môže pomôcť rozptýliť teplo a znížiť opotrebovanie kolies.

Rezné nástroje pre zliatiny niklu

Pre úspešné obrábanie zliatin niklu je rozhodujúci výber vhodných rezných nástrojov. Karbidové nástroje sú najbežnejšie používané rezné nástroje pre zliatiny niklu kvôli ich vysokej tvrdosti, odolnosti proti opotrebovaniu a tepelnej stabilite. Nástroje z karbidu s povlakom, ako je nitrid titánu (TiN), karbonitrid titánu (TiCN) a nitrid titánu hliníka (AlTiN), ponúkajú ešte lepší výkon, pretože poskytujú dodatočnú vrstvu ochrany proti opotrebovaniu a korózii.

Okrem tvrdokovových nástrojov sa na obrábanie zliatin niklu používajú aj keramické nástroje a nástroje z kubického nitridu bóru (CBN). Keramické nástroje sú známe svojou vysokou tvrdosťou a tepelnou stabilitou, vďaka čomu sú vhodné pre aplikácie vysokorýchlostného obrábania. CBN nástroje sú na druhej strane extrémne tvrdé a odolné voči opotrebovaniu, vďaka čomu sú ideálne na obrábanie tvrdených zliatin niklu.

Parametre obrábania

Optimalizácia parametrov obrábania je nevyhnutná pre dosiahnutie kvalitných výsledkov pri obrábaní zliatin niklu. Medzi kľúčové parametre obrábania patrí rezná rýchlosť, rýchlosť posuvu a hĺbka rezu.

• Rýchlosť rezania:Rezná rýchlosť je rýchlosť, ktorou sa rezný nástroj pohybuje vzhľadom na obrobok. Zvyčajne sa meria v povrchových stopách za minútu (SFM) alebo metroch za minútu (m/min). Pri obrábaní zliatin niklu je dôležité používať relatívne nízku rýchlosť rezania, aby sa zabránilo nadmernému opotrebovaniu nástroja a mechanickému spevneniu. Odporúčaná rezná rýchlosť pre zliatiny niklu sa pohybuje od 50 do 200 SFM, v závislosti od konkrétnej zliatiny a použitého rezného nástroja.
• Rýchlosť podávania:Rýchlosť posuvu je rýchlosť, ktorou sa rezný nástroj posúva do obrobku. Zvyčajne sa meria v palcoch na otáčku (IPR) alebo v milimetroch na otáčku (mm/ot.). Pri obrábaní zliatin niklu je dôležité používať relatívne nízku rýchlosť posuvu, aby sa znížili rezné sily a zabránilo sa mechanickému spevneniu. Odporúčaná rýchlosť posuvu pre zliatiny niklu sa pohybuje od 0,002 do 0,010 IPR v závislosti od konkrétnej zliatiny a použitého rezného nástroja.
• Hĺbka rezu:Hĺbka rezu je množstvo materiálu odstráneného z obrobku pri jednom prechode. Zvyčajne sa meria v palcoch alebo milimetroch. Pri obrábaní zliatin niklu je dôležité použiť relatívne malú hĺbku rezu, aby sa znížili rezné sily a zabránilo sa mechanickému spevneniu. Odporúčaná hĺbka rezu pre zliatiny niklu sa pohybuje od 0,010 do 0,100 palca, v závislosti od konkrétnej zliatiny a použitého rezného nástroja.

Chladiace kvapaliny a mazivá

Použitie chladív a mazív je nevyhnutné pre úspešné obrábanie zliatin niklu. Chladiace kvapaliny pomáhajú odvádzať teplo, znižujú opotrebovanie nástroja a zlepšujú povrchovú úpravu. Mazivá na druhej strane znižujú trenie medzi rezným nástrojom a obrobkom, čo môže pomôcť znížiť rezné sily a zabrániť tvorbe nánosov hrán.

Na obrábanie zliatin niklu je dostupných niekoľko typov chladív a mazív, vrátane chladív na vodnej báze, chladiacich kvapalín na olejovej báze a syntetických chladív. Chladiace kvapaliny na vodnej báze sú najbežnejšie používané chladiace kvapaliny na obrábanie zliatin niklu, pretože ponúkajú dobré chladiace a mazacie vlastnosti a sú šetrné k životnému prostrediu. Chladiace kvapaliny na báze oleja na druhej strane ponúkajú lepšie mazacie vlastnosti, sú však drahšie a ich likvidácia môže byť náročnejšia. Syntetické chladiace kvapaliny sú relatívne novým typom chladiacej kvapaliny, ktorá ponúka to najlepšie z oboch svetov, pričom kombinuje chladiace vlastnosti chladiacich kvapalín na vodnej báze s mazacími vlastnosťami chladiacich kvapalín na olejovej báze.

Záver

Obrábanie zliatin niklu môže byť náročné, ale so správnymi znalosťami a technikami je možné dosiahnuť vysokokvalitné výsledky. Výberom vhodných procesov obrábania, rezných nástrojov a parametrov obrábania a používaním chladív a mazív môžete prekonať výzvy spojené s obrábaním zliatin niklu a vyrábať diely, ktoré spĺňajú najvyššie štandardy kvality a výkonu.

Ak máte záujem dozvedieť sa viac o zliatinách niklu alebo máte akékoľvek otázky týkajúce sa procesov obrábania, neváhajte nás kontaktovať. Sme popredným dodávateľom zliatin niklu a zaviazali sme sa poskytovať našim zákazníkom produkty a služby najvyššej kvality. Či už hľadáte konkrétnu zliatinu niklu alebo potrebujete pomoc pri výbere správneho procesu obrábania pre vašu aplikáciu, náš tím odborníkov je tu, aby vám pomohol. Kontaktujte nás ešte dnes a začnite rozhovor o vašich potrebách zliatiny niklu.

Referencie

• Príručka ASM, zväzok 16: Obrábanie, ASM International, 1989.
• Príručka údajov o obrábaní, tretie vydanie, Metcut Research Associates, 1980.
• Nikel a zliatiny niklu: Vlastnosti, spracovanie a aplikácie, ASM International, 2000.