INCONEL 718 ماشینکاری برای برنامه های دما بالا-

1

Inconel 718 retains >قدرت عملکرد 600 مگاپاسکال در 650 درجه ، آن را برای دیسک های توربین و آسترهای احتراق ضروری می کند [1]. ماشینکاری معمولی باعث پوشیدن سریع ابزار و استرس باقیمانده کششی می شود و عملکرد خستگی را به خطر می اندازد [2]. کرایوژنیک هیبریدی-} ماشینکاری با کمک لیزر (CLAM) پتانسیل کاهش این مسائل را نشان داده است [3] ، اما داده های سیستماتیک تحت بارهای حرارتی نماینده کمیاب هستند. این مطالعه عملکرد CLAM را در برابر خنک کننده سیل پایه با استفاده از آزمایشات و فیزیک طراحی شده-} مبتنی بر مدل سازی تعیین می کند.

2 روش تحقیق
2.1 طراحی آزمایشی
یک آرایه متعامد Taguchi L9 برای به حداقل رساندن اجراهای آزمایشی در حالی که اولین تعامل-}} (جدول 1) انتخاب شد. متغیرهای مستقل: سرعت برش (VC) ، خوراک (F) و مایع-} فشار جت نیتروژن (P). متغیرهای وابسته: عمر ابزار (T) ، سایش پهلو (VB) ، زبری سطح (RA) ، استرس باقیمانده (σR).

جدول 1 سطح عاملی برای آرایه L9
سطح|VC (M min⁻⁻)|f (mm rev⁻⁻)|P (MPA)
1 | 30 | 0.05 | 2
2 | 60 | 0.10 | 4
3 | 90 | 0.15 | 6

2.2 مواد و ابزار
قطعه کار: راه حل- inconel تحت درمان و پیر 718 (AMS 5662) ، سختی 44 44 HRC. درج برش: Sandvik CNMG 120408-PM ، درجه 1105 (چند لایه Tialn-Tin ، 3.5 میکرومتر). دارنده ابزار: PSBNR 2525M12 ، زاویه رویکرد 75 درجه ، Rake 6 درجه ، ترخیص 5 درجه.

2.3 دستگاه
ابزار ماشین: DMG - Mori NLX 2500 SY ، حداکثر اسپیندل 4000 دور در دقیقه. تحویل کرایوژنیک: سیستم نیتروژن -}-}}}}}}}}} سیستم نیتروژن (فشار 0-8 مگاپاسکال ، جریان 3–12 لیتر min⁻⁻). لیزر Pre-} گرما: 500 W لیزر فیبر (λ= 1070 nm) ، قطر نقطه 2 میلی متر ، چگالی قدرت 15 کیلو وات cm⁻².

2.4 کسب داده
نیروهای اندازه گیری شده توسط دینامومتر سه محوره Kistler 9129AA. سیگنال های نمونه برداری در 20 کیلوهرتز و پاس-} پاس در 1 کیلوهرتز فیلتر شده است. دمای رابط ابزار - Chip ضبط شده توسط پیرومتر موج دو- (1.5-1.8 میکرومتر ، 1 کیلوهرتز). استرس باقیمانده توسط پراش پرتوی X- تعیین می شود (روش sin²ψ ، Cr- k اشعه) در 50 میکرومتر افزایش می یابد. زبری سطح ثبت شده از طریق Alicona InfiniteFocus G5 (وضوح عمودی 0.01 میکرومتر).

2.5 مدل سازی حرارتی
پارامترهای سازنده جانسون -کوک از تست های اسپلیت-}}}}}}}}} ind Hopkinson در 25-800 درجه و نرخ کرنش S⁻⁻ 10⁻³ -10⁴ بازپرداخت شد. افزایش دما در منطقه برشی اولیه با استفاده از تئوری ماشینکاری آکسلی همراه با ضرایب پارتیشن حرارتی حاصل از ترموگرافی مادون قرمز پیش بینی شد.

3 نتیجه و تجزیه و تحلیل
3.1 مکانیسم های زندگی و سایش ابزار
شکل 1 پیشرفت سایش را در زیر سه استراتژی خنک کننده نشان می دهد. Clam رشد زمین یکنواخت را به نمایش گذاشت (VB {2} mm در 28.7 دقیقه) ، در حالی که خنک کننده سیل به ابزار {4} معیار زندگی در 12.1 دقیقه رسید. میکروگرافهای SEM سایش انتشار غالب را در خنک کننده سیل نشان دادند ، که توسط دمای رابط پایین (درجه ΔT ≈ 200) سرکوب می شود.

3.2 یکپارچگی سطح
شکل 2 در تضاد RA و پروفایل های استرس باقیمانده است. CLAM تولید RA= 0.31} 0.02 میکرومتر ، در مقایسه با 0.05 ± 0.47 میکرومتر در زیر خنک کننده سیل. استرس باقیمانده در CLAM فشاری باقی مانده (45 mpa 380 mpa) تا عمق 150 میکرومتر. خنک کننده سیل استرس کششی تولید شده ({10}}} 30 مگاپاسکال) در 50 میکرومتر.

3.3 عملکرد خستگی
خم شدن نقطه - (ASTM E466) در 650 درجه افزایش دو برابر در چرخه ها را به خرابی (10 × 2.6) برای نمونه های CLAM نسبت به سیل- کنترل خنک (10 × 10 درجه) نشان داد. فراکتوگرافی تأیید کرد که شروع ترک از سطح به سطح زیر-} تغییر یافته است ، مطابق با استرس باقیمانده فشاری.

اعتبار سنجی 3.4 مدل
پیش بینی برشی اولیه -} دمای منطقه در 8 ٪ از داده های پیرومتری در تمام ترکیبات پارامترها توافق شده است (R²=0.92). مدل حرارتی کالیبره شده ، برنامه ریزان فرآیند را قادر می سازد تا-} parameters برش را انتخاب کنند که دمای رابط زیر 650 درجه را حفظ می کنند و سایش انتشار را به حداقل می رساند.

4 بحث
4.1 مکانیسم سرکوب سایش
دمای رابط پایین در زیر صدف ، اکسیداسیون tialn را مهار می کند و انتشار اتصال دهنده کبالت را در تراشه کاهش می دهد و عمر ابزار را گسترش می دهد. گرمای لیزر قبل- گرما شوک حرارتی را از جت های کرایوژنیک تعدیل می کند ، و از میکرو-}} مشاهده شده در کرایوژنیک قبلی- فقط مطالعات می کند [4].

4.2 تشکیل استرس باقیمانده
استرس فشاری ناشی از فرونشاندن سریع کرایوژنیک سطح ماشینکاری است. لیزر pre- گرما خنک کننده بیش از حد را جبران می کند ، و از هسته فاز شکننده جلوگیری می کند (δ {{2} ni₃nb) که می تواند انعطاف پذیری را به خطر بیاندازد [5].

4.3 محدودیت ها
آزمایشات به کار گرفته شده است. برش قطع شده معمولی برای فرز ممکن است پارتیشن گرما و استرس باقیمانده را تغییر دهد. ناهمسانگردی مادی در دیسک های جعلی مورد توجه قرار نگرفت. ارزیابی اقتصادی مایع-} مصرف نیتروژن در مقابل سود بهره وری در انتظار است.

4.4 پیامدهای عملی
CLAM امکان خشک شدن یا نزدیک - ماشینکاری خشک از اجزای INCONEL 718 برای خدمات تا 650 درجه را فراهم می کند و زباله های خنک کننده را 78 ٪ کاهش می دهد و موجودی ابزار را 40 ٪ کاهش می دهد. ادغام با کنترل تطبیقی ​​بر اساس واقعی- تصویربرداری حرارتی زمان برای جبران درج سایش و تنوع قطعه کار توصیه می شود.

5 نتیجه گیری
CLAM با حفظ استرس باقیمانده فشاری و زبری سطح پایین در 650 درجه ، عمر ابزار 2.4- برابر و دو برابر عمر اجزای INCONEL 718 را افزایش می دهد. مدل حرارتی معتبر یک چارچوب قابل تکرار برای انتخاب پارامترها فراهم می کند. کار آینده باید روی آزمایشات فرز و تجزیه و تحلیل هزینه چرخه زندگی متمرکز شود.

تگ های محبوب: INCONEL 718 ماشینکاری برای برنامه های درجه حرارت بالا- ، چین Inconel 718 ماشینکاری برای برنامه های کاربردی دما {3} بالا تولید کنندگان ، تأمین کنندگان ، کارخانه