Точение - высокое давление СОЖ
Типичные компоненты:
Диски, кольца
Материал:
Inconel 718, Inconel 625, Ti6Al4V, Ti17, Ti6246
Титановые сплавы сохраняют прочность при высоких температурах и обладают низкой теплопроводностью.
Инконель представляет собой суперсплав, который характеризуется уникальным сочетанием стойкости к высокотемпературной коррозии, стойкости к окислению и сопротивления ползучести. Суперсплавы предназначены для использования в условиях очень высоких температур или наличия химической среды. Суперсплавы с большим трудом поддаются механообработке.
Альфа-бета (α-ß) сплавы
Эти сплавы имеют α и β фазу и содержат α и β стабилизаторы.
В аэрокосмической промышленности самым простым и самым распространенным сплавом этой группы является Ti6Al4V. Сплавы этой категории легко поддаются формовке, обладают высокой прочностью при комнатной температуре и умеренной жаропрочностью. Свойства этих сплавов могут быть изменены путем термообработки.
Бета (ß) сплавы
Бета (ß) сплавы содержат переходные металлы, такие как V, Nb, Ta и Мо, которые стабилизируют β-фазу. Промышленность выпускает такие ß-сплавы, как Ti11,5Mo6Zr4,5Sn, Ti15V3Cr3Al3Sn и Ti5553. Бета-сплавы легко поддаются термообработке, сварке и обладают высокой прочностью. При обработке раствором сплавы хорошо поддаются формовке. Однако, ß-сплавы склонны к переходу от пластического состояния к хрупкому, поэтому они непригодны для применения в криогенных условиях. Бета-сплавы обладают подходящими свойствами для их использования при изготовлении листовой продукции, тяжелых профилей, крепежных деталей и пружин.
Сплавы на основе никеля
Из жаропрочных сплавов наиболее широко используются сплавы на основе никеля. Детали из этих сплавов часто применяются в двигателях и турбинах авиационных и космических аппаратов, а также в нефтехимическом оборудовании, в пищевой отрасли, в ядерных реакторах и оборудовании для контроля загрязнения. Усиление сплавов на основе никеля может быть достигнуто двумя способами: упрочнением твердого раствора или методом осаждения интерметаллидов на ГЦК-матрице. Такие сплавы как INCONEL® 625 и Hastelloy® X усилены упрочнением твердого раствора. Для дополнительного упрочнения этих сплавов, усиленных упрочнением твердого раствора, может применяться выделение карбида. А такой сплав как INCONEL® 718 усилен методом осаждения. Третий класс суперсплавов на никелевой основе, представленный MA-754, усиливается методом дисперсии инертных частиц, например, иттрия (Y2O3), а в некоторых случаях и методом γ´ (гамма-штрих) осаждения(MA-6000E). Сплавы на никелевой основе производятся в слитках и в поковках. Высоколегированные составы, такие как Rene 95, Udimet 720 и IN100, получают методом порошковой металлургии с последующей ковкой. Для упрочнения вышеуказанных кованных и литейных сплавов (Rene 80 и Mar-M247) применяется метод гамма-осаждения (γ'). Для сплава INCONEL® 718 основным упрочняющим агентом является γ˝ (гамма с двумя штрихами). Сплавы, содержащие ниобий, титан и алюминий, например, INCONEL 725, упрочняются методами осаждения γ´ и γ˝
Сплавы на основе кобальта
Суперсплавы на основе кобальта обладают превосходной антикоррозионной стойкостью при температурах выше 2000°F (1093°C) и находят применение в изготовлении деталей для самых горячих секций газовых турбин и камер сгорания. Суперсплавы на основе кобальта, изготавливаемые в слитках и поковках, характеризуются твердо-растворным упрочнением (железом, хромом и вольфрамом) аустенитной (гранецентрированной кубической, или ГЦК) решеткой с небольшим включением карбидов (титана, тантала, гафния и ниобия). Таким образом, в упрочнении металла главную роль играют карбиды, а не осаждение частиц γ', поэтому такие изделия лучше поддаются сварке и обладают более высоким сопротивлением термической усталости, чем сплавы на никелевой основе. Для изготовления литых изделий используются такие литейные сплавы, как Stellite 31. Эти детали применяют в горячих секциях (лопатки и лопасти) газовых турбин. Для изготовления листовых изделий используются такие деформируемые сплавы, как Haynes 25. Такие детали часто применяются в камерах сгорания.
Железо-никелевые сплавы
изделий, с тем исключением, что для их упрочнения применяется метод осаждения частиц γ´. Из перечисленных трёх групп суперсплавов для этих сплавов характерна самая низкая прочность при повышенных температурах. Обычно они используются для штамповки дисков и лопаток газовых турбин. Большинство деформируемых сплавов отличается высокими уровнями хрома, что обеспечивает антикоррозионную стойкость. Высокотемпературная прочность достигается благодаря твердо-растворному упрочнению (производимому атомами, растворенными в матрице сплава) или упрочнению методом осаждения (упрочнению осаждаемыми частицами). Такие сплавы, как Haynes 556 и 19-9 DL, упрочнены твердыми растворами молибдена, вольфрама, титана и ниобия. Такие сплавы, как A286 и Incoloy 909, упрочнены методом осаждения. Наиболее часто используется метод осаждения частиц γ´ (Ni3 [Al, Ti]) (например, A286) и γ˝ (Ni3Nb) (например, Incoloy 909). Есть группа железо-никелевых сплавов с большим содержанием углерода. Для упрочнения таких сплавов используются карбиды, нитриды и твердый раствор. Группа сплавов на основе Fe-Ni-Co с γ'-упрочнением характеризуется высокой прочностью и низким коэффициентом теплового расширения (например, Incoloy 903, 907 и 909). Эти материалы находят применение при изготовлении валов, колец и корпусов для газовых турбин.
Для поддержания длительного срока службы инструмента коэффициент трения должен быть низким.
Система подачи охлаждающей жидкости должна контролировать температуру на режущей кромке инструмента и, в конечном итоге, обеспечивать надежность процесса.
Направленная струя охлаждающей жидкости под высоким давлением сбивает стружку с режущих кромок, создавая условия, в которых обеспечивается реализация антикоррозийных преимуществ режущего инструмента.
Количество подаваемой охлаждающей жидкости и скорость съема металла очень сильно коррелируются.
Использовать синтетическую или полусинтетическую охлаждающую жидкость в правильном объеме, при правильном давлении и в правильной концентрации. Обязательной является концентрация 10-12%. Охлаждающая жидкость, подаваемая через шпиндель и режущий инструмент, может увеличить срок службы инструмента в четыре раза. Альтернативой подачи охлаждающей жидкости через шпиндель является кольцо для подачи жидкости под давлением. Для достижения наилучших результатов поток жидкости к режущим кромкам должен быть максимальным. Для подачи жидкости через инструмент рекомендуется не менее 3 галлонов/мин (13 литров/мин) под давлением не менее 500 фунтов/кв.дюйм (35 бар). Современной рекомендацией для токарной обработки аэрокосмических сплавов является система высокого давления до 150 бар. При массовом производстве рекомендуется использовать систему с очень высоким давлением подачи охлаждающей жидкости в режущем инструменте (до 350 бар).