Torneamento com alta Pressão
Componentes Típicos:
Disks, rings
Material:
Inconel 718, Inconel 625, Ti6Al4V, Ti17, Ti6246
As ligas de titânio retêm resistência a altas temperaturas e exibem baixa condutividade térmica.
Inconel é uma superliga caracterizada por uma combinação única de resistência a corrosão a alta temperatura, resistência a oxidação e resistência a fluência. Essas superligas são adequadas para uso em ambientes químicos e de extremo calor. As superligas tem uma usinabilidade muito baixa.
Ligas Alfa-Beta (α-ß)
Essas ligas apresentam as fases α e ß e contêm estabilizadores α e ß. A liga mais simples e mais popular desse grupo é o Ti6Al4V, usado principalmente na indústria aeroespacial. As ligas nesta categoria são facilmente moldáveis e exibem alta resistência a temperatura ambiente e moderada resistência a alta temperatura. As propriedades dessas ligas podem ser alteradas através de tratamento térmico.
Ligas Beta (ß)
As ligas beta (ß) contêm metais de transição, como V, Nb, Ta e Mo, que estabilizam a fase ß. Exemplos de ligas ß comerciais incluem Ti11.5Mo6Zr4.5Sn, Ti15V3Cr3Al3Sn e Ti5553. As ligas beta são facilmente tratáveis pelo calor, geralmente soldáveis e têm alta resistência. Excelente formabilidade pode ser esperada na condição de solução tratada. No entanto, as ligas ß são propensas a transição dúctil-frágil e, portanto, são inadequadas para aplicações criogênicas. As ligas beta têm uma boa combinação ou propriedades para chapas, seções pesadas, fixadores e aplicações em molas.
Ligas a base de Níquel
Entre as ligas de alta temperatura, as ligas a base de níquel são as mais utilizadas. Como resultado, elas são geralmente encontradas em componentes de motores aeroespaciais e turbinas de geração de energia, bem como em equipamentos petroquímicos, equipamentos de processamento de alimentos, reatores nucleares e equipamentos controle de poluição. As ligas a base de níquel podem ser reforçadas por dois métodos: através do fortalecimento da solução sólida ou do endurecimento através da precipitação de compostos intermetálicos na matriz fcc. Ligas como INCONEL® 625 e Hastelloy® X são reforçadas com solução sólida. Essas ligas endurecidas em solução sólida podem obter reforço adicional devido a precipitação de carbonetos. Ligas como INCONEL® 718, no entanto, são reforçadas por precipitação. Uma terceira classe de superligas a base de níquel, representada por MA-754, é fortalecida pela dispersão de partículas inertes como ítria (Y2O3) e, em alguns casos, com precipitação de γ´ (gama-prime) (MA-6000E). As ligas a base de níquel estão disponíveis nas formas fundida e forjada. As composições de alta liga, como Rene 95, Udimet 720 e IN100, são produzidas por metalurgia do pó seguida de forjamento. Composições altamente ligadas, como Rene 95, Udimet 720 e IN100, são produzidas por sinterização seguida de forjamento. Para as ligas forjadas acima e para as ligas fundidas (Rene 80 e Mar-M247), o agente fortalecedor é o precipitado γ '. Para o INCONEL® 718, o γ˝ (gama duplo prime) é o principal agente fortalecedor. Ligas que contêm nióbio, titânio e alumínio, como o INCONEL 725, são fortalecidas pelos precipitados γ´ e γ˝
Ligas a base de Cobalto
As superligas a base de cobalto possuem resistência superior a corrosão em temperaturas acima de 2000˚F (1093˚C) e encontram aplicação em seções mais quentes de turbinas a gás e peças de combustão. Disponíveis na forma de ferro fundido ou forjado, as superligas a base de cobalto são caracterizadas por uma solução sólida reforçada (de ferro, cromo e tungstênio) por uma matriz austenítica (estrutura cúbica de face centrada ou cfc), na qual uma pequena quantidade de carbonetos (de titânio, tântalo, háfnio e nióbio) é precipitado. Assim, eles se baseiam em carbonetos, em vez de precipitados γ´, para fortalecer, e eles apresentam melhor soldabilidade e resistência a fadiga térmica do que as ligas a base de níquel. Ligas fundidas, como o Stellite 31, são usadas nas seções quentes (pás e palhetas) das turbinas a gás. As ligas forjadas, como Haynes 25, são produzidas como chapas e são geralmente usadas em peças de combustão.
Ligas a base de Ferro-Níquel
As superligas à base de ferro-níquel são semelhantes aos aços inoxidáveis austeníticos forjados, exceto pela adição do agente de reforço γ´. Essas ligas tem menor resistência a temperatura elevada entre os três grupos de superligas e são geralmente usadas na condição de forjados em discos e pás de turbinas a gás. A maioria das ligas forjadas contém altos níveis de cromo, que fornecem resistência a corrosão. Elas devem sua resistência a alta temperatura ao endurecimento por solução sólida (endurecimento produzido por átomos soluto dissolvido na matriz da liga) ou endurecimento por precipitação (endurecimento produzido por partículas precipitadas). Ligas como Haynes 556 e 19-9 DL são soluções sólidas reforçadas com molibdênio, tungstênio, titânio e nióbio. Ligas como A286 e Incoloy 909 são endurecidas por precipitação. Os precipitados mais comuns são γ´, (Ni3 [Al, Ti]) (exemplo, A286) e γ˝, (Ni3Nb) (exemplo, Incoloy 909). Outro grupo de ligas a base de ferro-níquel contém alto teor de carbono e é fortalecido por carbonetos, nitretos e reforço de soluções sólidas. Um grupo de ligas, baseado em Fe-Ni-Co e reforçado por γ ', combina alta resistência com um baixo coeficiente de expansão térmica (exemplo, Incoloy 903, 907 e 909) e encontra-se em aplicação de eixos, anéis e carcaças de turinas a gás.
Manter o coeficiente de atrito em um nível baixo é fundamental para manter uma longa vida útil da ferramenta.Utilizando a refrigeração de forma adequada, ela mantém as temperaturas na aresta controladas e, por fim, controla a confiabilidade do processo.
Sob pressão e direção, a refrigeração remove os cavacos nas arestas de corte e proporciona benefícios anticorrosivos para a máquina-ferramenta.
Existe uma alta correlação entre a quantidade de refrigeração fornecida e a taxa de remoção de material.
Use sintético ou semi-sintético no volume, pressão e concentração adequados. É obrigatório manter uma concentração de 10% a 12% de líquido de refrigeração. A refrigeração interna nas ferramentas pode prolongar a vida útil em até quatro vezes. Um anel indutor é uma opção para o fluxo passante pelo fuso. Maximize o fluxo para as arestas de corte para obter melhores resultados.
Recomenda-se pelo menos 3 gal / min (13 litros / min) e pelo menos 500 psi (35 bar) para o fluxo de refrigeração interna na ferramenta.
Um sistema de alta pressão que atinge até 150bar é a recomendação mais avançada para torneamento de ligas aeroespaciais.
Para produção em alto volume, é recomendado um sistema de alta pressão que atinja até 350bar da pressão de refrigeração na ferramenta.
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