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Finir amélioré de surface des superalliages

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De par sa nature, les aciers alliés de haut-nickel, de fer ou de cobalt comprenant Monel, Inconel, Incoloy, Invar, Rene et Hasteloy sont certains des matériaux les plus difficiles à usiner.

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Puisque ces superalliages sont conçus pour livrer de haute résistance extrêmement à températures élevées dans les composants souvent trouvés dans les sections “chaudes” des moteurs et des turbines, les efforts et la chaleur produits pendant l'usinage sont considérables.

Dans ce processus, le bord de l'outil de coupe est exposé à l'effort, à la contrainte et à la chaleur mécaniques considérables. Les forces élevées compressives et de cisaillement attaquent ce bord, augmentant les températures telles que les outils de coupe peuvent commencer à perdre la dureté. Ceci peut produire le comportement d'usinage et également le durcissement de travail “gommeux” de cause.

Selon Janos Garaczi, le président de Delta Machine Company qui se spécialise en complexe d'usinage, pièces serrées de tolérance hors du titane, alliages de nickel, acier inoxydable, aluminium, plastiques et d'autres alliages exotiques, ceci est causé quand les puces ne se détachent pas proprement de l'objet. Au lieu de cela, le matériel “est juste poussé” à un côté.

« Il peut être vraiment difficile de tourner ou fraiser ce type de matériel parce qu'il ne produit pas une action de cisaillement claire. Au lieu de cela il pousse juste le matériel au côté, » explique Garaczi. La représentation de usinage gommeuse est également la cause des bavures lourdes dans les trous forés ou les cannelures.

« Les bavures sont l'un des plus grands problèmes, » ajoute Garaczi. « Même pendant la cannelure, si vous coupez le matériel d'un côté, il pousse juste les bavures au bord ; et si vous l'approchez de l'autre côté, il le repousse juste. Il ne veut pas interrompre le matériel proprement. Dès que l'outil obtiendra un peu mat il obtient des outils tellement pointus beaucoup plus mauvais avec la bonne géométrie sont principal. »

L'usinabilité pauvre générale compromet finalement l'intégrité extérieure des pièces, dit Garaczi, qui est problématique donné qui est l'une des causes primaires de l'échec de ces types de composants.

Etant donné la nature critique des applications dans lesquelles ces composants sont utilisés, la plupart des pièces usinées de superalliage doivent donc subir une opération de finition extérieure pour enlever des couches travail-durcies et toutes les bavures lourdes. Faire ainsi a des allocations complémentaires, y compris réduire le risque d'oxydation et de corrosion sous tension (SCC).

Bien que ceci ait été traditionnellement réalisé par un processus de meulage cher, malpropre et long, les nouvelles pierres à aiguiser flexibles simplifient la tâche en incorporant un des matériaux les plus durs et les plus durs sur la planète – la nitrure de bore cubique (BCN).

La BCN combine la dureté la plus élevée avec l'excellente dureté pour fournir la finition extérieure optima. Des pierres à aiguiser flexibles faites en ce type de matériel peuvent être montées sur l'équipement de commande numérique par ordinateur pour des opérations automatisées ou être utilisées dans le domaine avec les machines-outils tenues dans la main pour porter les surfaces loin travail-durcies sans induire la déformation thermique supplémentaire.

Superalliages

les aciers alliés de Haut-nickel sont prisés dans ces marchés en raison de l'excellente résistance à la corrosion et de la chaleur avec la force, la dureté, la stabilité métallurgique, et la soudabilité. Ces superalliages sont un grand choix pour les applications qui exigent la résistance chimique et la force aux caractéristiques élevées. Leurs propriétés matérielles incluent la basse expansion aux températures graves et résistance au fluage dans des conditions élevées d'effort.

En soi, les superalliages sont très utilisés comme matériel pour les pièces les plus chaudes d'équipement complexe comprenant des composants d'énergie nucléaire ou des turbines de moteur à réaction. Des alliages de nickel, de fer et de cobalt sont également employés largement pour les composants aérospatiaux, les dispositifs médicaux, les applications pétrochimiques et de raffinage et traitement thermique.

Selon Garaczi, avec les outils de coupe droits le fraisage des alliages de nickel et des aciers inoxydables est encore limité quant à la finition extérieure qui peut être réalisée au mieux au Ra 32. Avec la rotation, le Ra 16 est possible, mais le plus souvent il exige une étape de meulage ou de polissage.

Le « meulage est un processus très commun dans ces cas, mais il est très long et très cher de devoir rectifier une cloison dans certains cas, cela pourrait prendre plus longtemps que l'usinage initial. »

En conséquence, Garaczi dit que la machine de delta envoie souvent des pièces pour rectifier ou polir, choisissant de ne pas exécuter ce type d'opération dans la maison.

Pierres à aiguiser flexibles

Pour beaucoup d'ateliers de construction mécanique, une pierre à aiguiser flexible est un outil beaucoup plus efficace pour le finissage extérieur global. L'outil bon marché est employé souvent pour le surfaçage sophistiqué, ébavurer, bord-se mélanger et nettoyer.

Jusque récemment, cependant, les pierres à aiguiser flexibles avec l'abrasif de BCN étaient seulement disponibles par ordre spécial. Maintenant, la société qui a inventé l'outil de Câble-pierre à aiguiser, balayent la fabrication de recherches (BRM) basée en Californie offre les solutions de finition de surface de BCN en tant qu'élément de son produit standard.

Légèrement ressemblant à un bottlebrush de rotation, l'outil de Câble-pierre à aiguiser est caractérisé par les globules abrasifs qui sont de manière permanente montés aux filaments flexibles qui sont fixés à un axe central. Avec son processus rodant à basse pression et à basse température, outils de Câble-pierre à aiguiser de la BCN de BRM peut enlever des couches travail-durcies et ébavurer des pièces sans toucher à la structure métallurgique sous-jacente.

Les outils standard de Câble-pierre à aiguiser de BCN viennent dans les tailles s'étendant de 4mm à 20mm dans trois grosseurs de maille différentes : 170/200, 800, et 2 500. De plus grands produits de 22mm à 38mm et des grosseurs de maille supplémentaires sont disponibles par ordre spécial.

Garaczi dit qu'il peut voir l'avantage de pouvoir installer une pierre à aiguiser flexible sur l'équipement de commande numérique par ordinateur pour automatiser le processus et pour accélérer le moment où finissant des superalliages et des aciers inoxydables.

Il est en position unique, ayant commencé par la société en tant que machiniste et par la suite travaillant sa manière au président et au propriétaire. En soi, il reste responsable d'une grande partie de la programmation, des installations et également de l'achat.

Il dit qu'en prenant des décisions au sujet de quels outils l'acheter est souvent sur une base de projet-par-projet. Cependant, si l'outil peut réduire des durées de cycle contre son coût, c'est une décision facile.

« Il y a certainement des scénarios où il serait bon de pouvoir effectuer le finissage extérieur de ce type de matériel sur CNCs, » dit Garaczi. « Il coût sauverait vraiment beaucoup de temps et extra traitement. »