IMTS 2018:Передовые шлифовальные круги в аэрокосмической отрасли

Получите более глубокое понимание того, как лучше всего шлифовать материалы из жаропрочных сплавов. Если вы посещаете IMTS в этом году, обратите внимание на несколько сессий конференции, посвященных высокопроизводительному шлифованию, и узнайте о методах, которые помогут вам в повседневных операциях обработки.

Такие металлы, как Inconel 718, Hastelloy C-276 и Monel K500, широко используемые в аэрокосмической и энергетической отраслях, устойчивы как к температуре, так и к коррозии, а их механические свойства намного превосходят их слабые стальные собратья.

«Суперсплавы на основе никеля, которые составляют более 40 процентов от общего веса авиационного двигателя, находят применение в камерах сгорания и турбинах двигателя», — отмечает д-р К. Филип Варгезе, руководитель группы разработки передовых приложений в Norton. | Сен-Гобен, в описании презентации конференции IMTS 2018. «Их использование обусловлено, прежде всего, уникальным сочетанием прочности при высоких температурах, ударной вязкости и устойчивости к деградации в экстремальных условиях». Варгезе представляет «Высокопроизводительное измельчение суперсплавов на основе никеля» в среду, 12 сентября, в 10:00 на IMTS в Чикаго.

К сожалению, эти суперсплавы также довольно сложно шлифовать. Деформационное упрочнение является обычным явлением из-за высокого давления, а плохая теплопроводность большинства суперсплавов означает, что тепло в зоне шлифования является высоким, что может привести к повреждению заготовки, если его не остановить. Это также может означать, что заготовкам необходимо дать остыть и «снять напряжение» между черновой и чистовой операциями.

В то время как сталь B1112 имеет степень обрабатываемости 100 процентов, большинство инконелей имеют степень обрабатываемости 12 процентов, а сталь с высоким содержанием кобальта L-605 (также известная как Haynes 25) имеет обрабатываемость всего 9 процентов. Помимо травмы, шлифование обычно является одним из последних процессов, выполняемых с заготовкой. Сроки доставки клиенту могут легко измениться в случае брака деталей или других производственных задержек. Будь то плоское, круглое или бесцентровое шлифование, работа с этими суперматериалами может быть сложной задачей.

Будьте в курсе всего, что связано с IMTS, прямо здесь .

Типы шлифовальных кругов:выбор правильного круга для жаропрочных сплавов

К счастью, есть несколько способов стать высокопроизводительным шлифовальным цехом, начиная с выбора лучших шлифовальных кругов. Многие специалисты предполагают, что параметры, используемые для шлифования стали, в равной степени применимы и к суперсплавам. Это, в свою очередь, предполагает, что круг из оксида алюминия, предпочтительный для шлифования углеродистых и легированных сталей, является лучшим выбором для суперсплавов. Это хороший совет, хотя большинство поставщиков шлифовальных кругов предлагают продукты премиум-класса, специально предназначенные для материалов на основе никеля. Как правило, это смесь керамики и оксида алюминия, которая из-за рыхлой, но прочной связи выделяет минимальное количество тепла и в значительной степени самозатачивается.

«Только специальные абразивные круги, которые могут удалять припуск при низком пороговом усилии/мощности и потребляют меньше удельной энергии при шлифовании этих суперсплавов, могут соответствовать противоречивым целям повышения производительности, а также увеличения срока службы круга в процессе HPG [высокопроизводительного шлифования]. », — отмечает Варгезе.

Поскольку суперсплавы липкие и имеют тенденцию нагружать колесо, это важный атрибут. Также важна потребность в открытом зерне, что помогает устранить накопление тепла, приводящее к термическому отторжению и микротрещинам. В худшем случае колесо, которое нагружает и трет поверхность заготовки, а не режет ее, может привести к так называемому белому слою, что является большим запретом в аэрокосмическом мире, поскольку снижает целостность поверхности материала.

Конечно, выбор шлифовального круга зависит от многих факторов. Операции плоского шлифования ведут себя иначе, чем круглое шлифование, а круглое шлифование ведет себя иначе, чем глубинная подача или бесцентровое шлифование. Обрабатываемый суперсплав и количество удаляемого материала также играют роль:если круг из керамического эльборового нитрида лучше всего подходит для чернового шлифования конической формы зубчатого колеса из титана, то для глубинного шлифования корневой формы на лопатке турбины из инконеля часто требуется усовершенствованная керамика.

Роль СОЖ и СОЖ при шлифовании высокопроизводительными станками

Точно так же, как открытое зерно, рыхлый круг является хорошей отправной точкой при шлифовании суперсплавов, так же как и высококачественная, хорошо отфильтрованная и поддерживаемая водорастворимая смазочно-охлаждающая жидкость, предпочтительно с добавками серы и/или хлора для обеспечения смазывающей способности. Это обеспечит максимальное удаление материала без риска повреждения поверхности под воздействием тепла. Тем не менее, обязательно проконсультируйтесь со своим клиентом относительно использования смазочно-охлаждающих жидкостей на основе серы и хлора, поскольку некоторые аэрокосмические компании ограничивают их использование из-за возможности внутрикристаллитной коррозии.

Однако в случае колес из эльбора или там, где заказчик запрещает использование определенных водорастворимых масел, следует использовать чистое масло, хотя, по общему признанию, оно не так эффективно отводит тепло, как охлаждающая жидкость на водной основе. Какой бы ни была жидкость, ее скорость должна превышать скорость вращения колеса, измеренную на поверхности заготовки. А при шлифовании специальной формы форма сопла должна соответствовать этой форме, чтобы обеспечить 100-процентное покрытие. Наконец, поскольку при шлифовании жидкости распадаются на микроскопические частицы, которые могут быть канцерогенными, для безопасности оператора всегда используйте систему фильтрации воздуха надлежащего размера.

Выберите правильное приспособление для правки шлифовального круга

Поскольку суперсплавы расширяют границы любого процесса шлифования, окно эффективности круга часто бывает довольно небольшим. Поэтому может потребоваться их замена в процессе обработки, так как связующее вещество, зернистость и твердость, используемые для черновой обработки, могут оказаться совершенно бесполезными для точной чистовой обработки. Как известно любому оператору шлифовального станка, замена шлифовального круга — это неотъемлемая часть жизни, но для производственных целей станок с возможностью автоматической замены круга значительно приблизит вас к оптимальной производительности.

Еще одним важным шагом является непрерывная правка круга. Существуют приспособления для вторичного рынка, хотя заказать эту опцию на вашем следующем шлифовальном станке с ЧПУ, вероятно, будет лучшим выбором, если позволяет бюджет. По тем же причинам, по которым самозатачивающиеся круги с открытым зерном наиболее эффективны для суперсплавов, непрерывная правка всегда оставляет круг острым. Усилия шлифования снижаются, чистота поверхности и точность улучшаются, и можно не беспокоиться о появлении белых слоев или других типов повреждения поверхности критически важных аэрокосмических, ядерных или медицинских компонентов.

Если ваш текущий шлифовальный круг находится в подростковом возрасте или старше, и у вас есть рабочая нагрузка, чтобы поддерживать его, инвестируйте в современный шлифовальный станок с ЧПУ, разработанный специально для сложных аэрокосмических работ. Благодаря таким функциям, как автоматическая правка, интегрированное измерение деталей, смена поддонов и роботизированная обработка деталей, а также усовершенствованное многоосевое управление движением, современные станки оправдывают вложения. Если вы хотите стать высокопроизводительной шлифовальной мастерской, это может быть идеальным местом для начала.

Удалось ли вам решить распространенные проблемы при шлифовке жаропрочных сплавов? Поделитесь своими историями.