Производители инструментов ориентируются на прочные сплавы

Jan 24, 2024

Жаростойкие суперсплавы (HRSA) — это сплавы на основе никеля и кобальта, которые ценятся для применений, требующих прочности, устойчивости к коррозии и окислению, а также устойчивости к контактному износу, необходимой при чрезвычайно высоких температурах.

«[Мы рассматриваем] жаропрочные сплавы как все сплавы на основе никеля и кобальта, в которых используется аномалия предела текучести», — отметил Алекс Миних, инженер по применению в компании-производителе инструментов Greenleaf Corp., Сагертаун, Пенсильвания. Он имеет в виду, когда предел текучести увеличивается с температурой. , в отличие от большинства материалов, которые становятся мягче при нагревании или снижают предел текучести. Кажется, это аномалия — отсюда и название.

Та же стойкость к нагреву (и повышение предела текучести с ростом температуры), которая делает HRSA желательными для таких применений, делает их сложной механической обработкой. Вот последние новости о том, как производители режущего инструмента облегчают работу.

Вероятно, наиболее известным применением HRSA является их использование в аэрокосмической и оборонной промышленности в виде компонентов газотурбинных двигателей, используемых в реактивных, ракетных и ракетных двигателях. Однако материалы также широко используются в нефтегазовой промышленности. «Нефть, газ и их производные, а также все остальное, что является коррозионным и абразивным, что необходимо хранить, обрабатывать или транспортировать при высоком давлении и температуре, как правило, требует прочности и устойчивости к коррозии при повышенных температурах, которые могут предложить только сплавы на основе Ni. - сказал Миних.

Некоторые HRSA также используются в производстве медицинского оборудования не обязательно из-за термостойкости, но из-за биосовместимости, а также прочности, жесткости и коррозионной стойкости.

Миних также отметил, что не все сплавы под названием HRSA действительно отвечают всем требованиям. «Некоторые считают, что Jethete M152 — это жаропрочный сплав, но на наш взгляд, это просто низкоуглеродистая мартенситная нержавеющая сталь», — сказал он. «Большинство также считает, что многие сплавы на основе титана являются жаропрочными сплавами, потому что многие сплавы на основе титана с высоким содержанием альфа предназначены для эксплуатации при повышенных температурах». По его словам, настоящие жаропрочные сплавы — это только те сплавы на основе никеля и кобальта, которые используют аномалию предела текучести.

Несмотря на то, что существуют разные типы HRSA, все они имеют одну общую «проблему с чипами». По словам Билла Дуроу, менеджера глобальных инженерных проектов в аэрокосмической отрасли Sandvik Coromant, при стандартной резке металла материал удаляется в виде стружки, которая эффективно эвакуируется из зоны резки, забирая с собой большую часть тепла, выделяемого в процессе резки. , Мебане, Северная Каролина

«Например, когда вы режете кусок стали, он красивый и блестящий, но если вы посмотрите на стружку после этого, вы увидите, что она стала темно-синей из-за тепла, которое она поглотила при резке металла. процесс", - сказал он. А вот с термостойкими материалами этого не происходит. Вместо того, чтобы поглощаться стружкой и выводиться вместе с ней, тепло, образующееся при трении, часто остается внутри процесса. «Обычно около 80 процентов тепла остается прямо в зоне резки», — сказал Дуроу. «Он возвращается во вставку, что, если подумать, не очень хорошая ситуация для вставки».

Есть еще одно различие между стружкой из стандартных сталей и стружкой из жаропрочных сплавов. При токарной обработке стандартная стальная стружка откалывается до такого размера и формы, которые позволяют легко удалить ее из зоны резания. Не так при повороте HRSA. «Когда вы обрабатываете никелевые материалы, стружка не ломается», — сказал Дуроу. Вместо этого «вы получите эти длинные стрингеры. Стружка может намотаться на ваш инструмент. Хуже того, она может намотаться на заготовку и повредить ее». Это не очень хорошая ситуация, когда вы производите, скажем, важные детали двигателя.

По словам Дуроу, одним из решений является подача СОЖ под высоким давлением в зону резания под давлением до 100 бар (1400 фунтов на квадратный дюйм), чтобы оторвать стружку. «Это гораздо больше, чем просто разбрызгивание воды вокруг зоны резки», — сказал он. «У нас есть сопла, которые точно направляют СОЖ под высоким давлением в зону резания, создавая гидравлический клин, который толкает стружку вверх над пластиной, по сути, отгибая ее назад, чтобы сломать».