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Verbesserte Oberflächenveredelung von Superlegierungen

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Seinem Wesen nach sind legierte Stähle des Hochnickels, des Eisens oder des Kobalt einschließlich Monel, Inconel, Incoloy, Invar, Rene und Hasteloy einige der schwierigsten maschinell zu bearbeiten Materialien.

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Weil diese Superlegierungen entworfen sind, um hochfestes an den hohen Temperaturen in den Komponenten extrem zu liefern, die häufig ‚in den heißen‘ Abschnitten von Maschinen und von Turbinen gefunden werden, sind die Drücke und die Hitze, die während der maschinellen Bearbeitung erzeugt wird, beträchtlich.

In diesem Prozess wird der Rand des Schneidwerkzeugs beträchtliche mechanische Belastung, Belastung und Hitze ausgesetzt. Hohe zusammenpressende und Scherkräfte nehmen diesen Rand in Angriff und erhöhen die solchen Temperaturen, dass die Schneidwerkzeuge anfangen können, Härte zu verlieren. Dieses kann ‚gummiartiges‘ Verhalten der maschinellen Bearbeitung und Ursachenauch Arbeitsverdichtung produzieren.

Entsprechend Janos Garaczi wird Präsident von Delta Machine Company, das auf Komplex der maschinellen Bearbeitung, feste Toleranzteile aus Titan heraus, Nickellegierungen, Edelstahl, Aluminium, Plastik und andere exotische Legierungen sich spezialisiert, diese verursacht, wenn Chips weg sauber nicht vom Werkstück brechen. Stattdessen wird das Material gerade zu einer Seite ‚gedrückt‘.

„Es kann wirklich schwierig sein, diese Art des Materials zu drehen oder zu mahlen, weil es keine klare scherende Aktion produziert. Stattdessen drückt es gerade das Material zur Seite,“ erklärt Garaczi. Die gummiartige Bearbeitungsleistung ist auch die Ursache von schweren Graten in den Bohrungen oder in den Nuten.

„Die Grate sind eins der größten Probleme,“ addiert Garaczi. „Sogar während des Fugens, wenn Sie das Material von einer Seite schneiden, drückt es gerade den Grat zum Rand; und wenn Sie ihm von der anderen Seite sich nähern, drückt es sie gerade zurück. Es möchte nicht das Material sauber abbrechen. Sobald das Werkzeug ein Stückchen stumpf erhält, erhält es viel schlechtere so scharfe Werkzeuge mit der rechten Geometrie ist Schlüssel.“

Die allgemeine schlechte Verarbeitungsfähigkeit kompromittiert schließlich Oberflächenintegrität der Teile, sagt Garaczi, das gegeben problematisches ist, das eine der Hauptursachen des Ausfalls dieser Arten von Komponenten ist.

Die kritische Art der Anwendungen gegeben, in denen diese Komponenten verwendet werden, müssen die meisten maschinell bearbeiteten Superlegierungsteile eine Oberflächenveredelungsoperation deshalb durchmachen, um Arbeit-verhärtete Schichten und alle schweren Grate zu entfernen. So tun hat zusätzlichen Nutzen, einschließlich die Verringerung des Risikos der Oxidation und des Spannungskorrosionsknackens (SCC).

Obgleich dieses traditionsgemäß durch einen teuren, unordentlichen und zeitraubenden reibenden Prozess erzielt worden ist, vereinfachen neue flexible Schleifsteine die Aufgabe, indem sie eins der stärksten, härtesten Materialien auf dem Planeten – Kubikbor-Nitrid (CBN) enthalten.

CBN kombiniert die höchste Härte mit ausgezeichneter Härte, um das optimale Oberflächenende zur Verfügung zu stellen. Die flexiblen Schleifsteine, die von dieser Art des Materials hergestellt werden, können an CNC-Ausrüstung für automatisierte Operationen oder auf dem Gebiet benutzt werden mit Handelektrowerkzeugen angebracht werden, um weg Arbeit-verhärtete Oberflächen zu tragen, ohne zusätzliche thermische Verzerrung zu verursachen.

Superlegierungen

legierte Stähle des Hoch-Nickels sind innerhalb dieser Märkte wegen der ausgezeichneten Korrosionsbeständigkeit und der Hitze mit Stärke, Härte, metallurgischer Stabilität und Schweißbarkeit taxiert. Diese Superlegierungen sind eine große Wahl für Anwendungen, die Chemikalienbeständigkeit und Stärke an erhöhten Eigenschaften erfordern. Ihre Materialeigenschaften umfassen niedrige Expansion bei den schweren Temperaturen und Kriechstromfestigkeit unter hohe Druckbedingungen.

Als solches sind Superlegierungen als Material für die heißesten Teile der komplexen Ausrüstung einschließlich Kernleistungskomponenten oder Strahltriebwerkturbinen weitverbreitet. Nickel-, Eisen- und Kobaltlegierungen werden auch breit für Luftfahrtkomponenten, medizinische Geräte, petrochemische und verfeinernde Anwendungen und thermische Verarbeitung benutzt.

Entsprechend Garaczi mit den rechten Schneidwerkzeugen ist das Mahlen von von Nickellegierungen und -Edelstählen noch hinsichtlich des Oberflächenendes begrenzt, das zu Ra 32 bestenfalls erzielt werden kann. Mit dem Drehen ist Ra 16 möglich, aber meistens erfordert es einen reibenden oder Polierschritt.

„Das Reiben ist ein sehr allgemeiner Prozess in diesen Fällen, aber es ist sehr zeitraubend und sehr teuer ein Fach in einigen Fällen reiben zu müssen, könnte es länger dauern als die Anfangsmaschinelle Bearbeitung.“

Infolgedessen sagt Garaczi, dass Delta-Maschine häufig Teile für das Reiben oder das Polieren versendet und entscheidet, diese Art der Operation nicht im Haus durchzuführen.

Flexible Schleifsteine

Für viele Maschinenwerkstätten ist ein flexibler Schleifstein ein viel leistungsfähigeres Werkzeug für Gesamtoberflächenveredelung. Das preiswerte Werkzeug ist für das verfeinerte Überziehen, das Entgraten, die Rand-Mischung und das Säubern häufig benutzt.

Bis vor kurzem jedoch waren flexible Schleifsteine mit CBN-Scheuermittel durch Sonderauftrag nur verfügbar. Jetzt bürsten die Firma, die das Flex-Schleifsteinwerkzeug erfand, die Forschungs-Herstellung (BRM) basiert in den Kalifornien-Angebote CBN-Oberflächenveredelungslösungen als Teil seiner Standardproduktserie.

Einem spinnenden Bottlebrush ein wenig, ähnelnd, wird das Flex-Schleifsteinwerkzeug durch abschleifende Kügelchen gekennzeichnet, die dauerhaft zu den flexiblen Fäden angebracht werden, die zu einem Mittelschaft befestigt werden. Mit seinem Unterdruck-, abschleifenden niedrigtemperaturprozeß CBN-Flex-Schleifsteinwerkzeuge BRMS kann Arbeit-verhärtete Schichten entfernen und Teile entgraten, ohne die zugrunde liegende metallurgische Struktur zu stören.

Standard-CBN-Flex-Schleifsteinwerkzeuge kommen in die Größen, die von 4mm bis 20mm in drei verschiedenen Maschenweiten reichen: 170/200, 800 und 2.500. Großformatigere Produkte von 22mm bis 38mm und zusätzliche Maschenweiten sind durch Sonderauftrag verfügbar.

Garaczi sagt, dass er den Vorteil des In der Lage seins sehen kann, einen flexiblen Schleifstein in CNC-Ausrüstung zu installieren, um den Prozess zu automatisieren und die Zeit zu beschleunigen, wenn er Superlegierungen und Edelstähle beendet.

Er ist in einer einzigartigen Lage, nachdem er er begonnen hatte mit der Firma als Maschinist und bearbeitet schließlich seine Weise zu Präsidenten und zum Inhaber. Als solches bleibt er für viel der Programmierung, der Einrichtungen und auch kaufen verantwortlich.

Er sagt dass, wenn er Entscheidungen trifft über, welche Werkzeuge, es zu kaufen häufig auf einer Projekt-durchprojektbasis ist. Jedoch wenn das Werkzeug Zykluszeiten gegen seine Kosten verringern kann, ist es eine einfache Entscheidung.

„Es gibt bestimmt Szenario, in denen es gut sein würde, in der Lage zu sein, Oberflächenveredelung dieser Art des Materials auf CNCs durchzuführen,“ sagt Garaczi. „Es würde sparen wirklich viel Zeit und besonders Verarbeitungskosten.“