Как использовать вольфрамовые электроды в сложных аэрокосмических приложениях

Использование медно-вольфрамового сплава в электродах для электроэрозионной обработки

С точки зрения размеров вольфрамовая проволока диаметром 0,0010 дюйма (0,025 мм) сильно отличается от использования вольфрама для изготовления электродов для штамповки. Имея обратную форму, электроды для штамповки должны быть прочными по размеру, но также поддаваться механической обработке с очень тонкими элементами - иногда такими же тонкими, как сама тонкая проволока. Имея возможность производить детали во множестве форм с использованием процесса электроэрозионной обработки штампов, компания Metal Cutting обратилась к заказчику со сложным приложением для аэрокосмической отрасли, требующим как большого объема, так и точных функций.

Выяснение того, как использовать керамику для уплотнительного кольца

Заказчику было поручено изготовить уплотнительное кольцо нового типа для замены традиционных сотовых колец, используемых в реактивных двигателях. Высокая производительность этого нового уплотнительного кольца достигается за счет использования керамики в качестве уплотнительного материала. Трудность заключалась в том, как этого добиться, в частности, как придать керамике форму очень больших круглых колец.

Керамика известна своей замечательной износостойкостью и устойчивостью к высоким температурам. Однако также известно, что он хрупкий и легко ломается. Таким образом, чтобы новое уплотнительное кольцо клиента заработало, керамическому кольцу требовалась подложка, которая удерживала бы его на месте и обеспечивала необходимую основу и прочность, а не просто керамическое кольцо. Возникла идея использовать плавники, очень распространенную особенность конструкции реактивных двигателей; однако в этом случае ребра были предназначены исключительно для адгезии, а керамика затекала в промежутки между ребрами.

Решение производственных задач с помощью вольфрамовой меди

Конечно, разработка определенного вида керамики для ее служебных целей и заливка ее в ребра были собственной проблемой. Но для тех из нас, кто занимается металлургией, нашей задачей было изготовить ребра — и не несколько штук, а тысячи и тысячи. идентичных плавников, которые должны были быть сделаны в виде сегментов и совпадать с различными нисходящими окружностями, необходимыми для этого приложения. Как можно было бы обработать эти высокие и тонкие ребра с глубокими каналами, разделяющими их всего на долю миллиметра?

Решение состояло в том, чтобы сделать ребра с использованием электроэрозионных электродов. Эти электроды изготавливаются с использованием очень точных соотношений равномерно распределенной и совершенно однородной меди-вольфрама. Однако обычное производство не требует более высокого уровня консистенции и распределения порошка в этом новом приложении, а также необходимой однородной плотности по всему электродному блоку. Кроме того, электроды для этого приложения должны были быть очень большими, и каждый из них должен был идеально стыковаться с соседними.

Обеспечение правильной основы для EDM

(Осторожно, спойлер:если вы боитесь летать или ходить к стоматологу, возможно, стоит прекратить чтение.)

Представьте, что вы летите на реактивном самолете и со своего места у вас есть прямой вид на один из двигателей. Наверняка вы надеетесь, что из двигателя не вылетят мелкие кусочки металла!

Какое отношение это имеет к CuW, используемому в электродах для электроэрозионной резки ребер керамических уплотнительных колец? Существует эффект домино, заключающийся в том, что если материал первичного электроэрозионного электрода содержит несмешанные куски металла большого размера или необнаруженные пустоты, в результирующем рисунке ребер будут промежутки и отсутствующие конструктивные особенности, необходимые для поддержки и крепления керамики. Вот почему такое пристальное внимание необходимо было уделить согласованности, распределению и однородности использования CuW в этом приложении.

Это немного похоже на стоматологию и установку коронки. Неважно, насколько хорошо выглядит коронка, если основная работа не была выполнена должным образом — если коронка и основание были неправильно сформированы, было использовано недостаточное количество клея или были зазоры. в коронковой пломбе — тогда будет нарушена возможность многократного использования зуба. Точно так же целостность уплотнительного кольца и окружающей его керамики началась с этой основы, которая была создана с помощью процесса электроэрозионной обработки, основанного на идеальном исходном материале.