PFT, Shenzhen
Doel: Kwantificeren van de opening tussen hardmetalen en keramische inzetstukken bij het voltooien van-het draaien van Inconel 718-turbinebladen onder productie-vloerkoelvloeistofdruk (7 MPa).
Methode: Een enkele- volledige -factoriële proef varieerde de snijsnelheid (vc 40–120 m/min) en voeding (fn 0,05–0,20 mm/r). Het eindpunt van de standtijd- was 0,3 mm flankslijtage of catastrofale breuk. Vermogen, oppervlakteruwheid (Ra) en witte-laagdiepte werden geregistreerd.
Resultaten: Bij vc 80 m/min liepen de met Whisker-versterkte keramische inzetstukken 2,1 minuten voordat ze braken, maar verwijderden 4,8x het materiaal van gecoat carbide (GC1115) dat 11 minuten meeging. Carbide produceerde Ra 0,42 µm versus 0,78 µm voor keramiek. De diepte van de witte-laag bleef voor beide onder de 5 µm.
Conclusie: Keramiek drievoudige MRR wanneer snelheid groter dan of gelijk aan 80 m/min en oppervlakte Ra kleiner dan of gelijk aan 0,8 µm acceptabel is; hardmetaal blijft veiliger voor Ra < 0,5 µm of onderbroken sneden.
Hardmetalen inzetstuk versus keramisch inzetstuk voor supergelegeerde turbinebladen
Op nikkel-gebaseerde superlegeringsbladen verlaten de smederij bij een temperatuur van 46 HRC en verbruiken gereedschapsbudgetten als ontbijt. Winkels kiezen meestal tussen ultra-sterk hardmetaal en razendsnelle-snelle keramische wisselplaten zonder harde cijfers. Deze notitie levert deze cijfers-geen marketingpluis op.
2 Onderzoeksmethoden
2.1 Werkstuk & Machine
Legering: Inconel 718, 46 HRC, Ø 85 mm staaf, 250 mm overhang.
Draaibank: DMG CTX beta 800, 12 kW, 7 MPa door -gereedschapskoelvloeistof, herhaalbaarheid van positionering van 5 μm.
2.2 Snijgereedschappen
| Parameter | Carbide | Keramiek |
|---|---|---|
| Invoegen | CNMG 120408-SFGC1115 | RNGN 120400 WH snorharen-versterkt Al₂O₃ |
| Coating | TiAlN PVD | Geen |
| Harkhoek | −6 graad | −15 graden |
| Voorbereiding van de rand | 25 µm slijpsteen | Afschuining van 10 µm |
2.3 Werkwijze
Twee passages per staaf: ruw tot 1 mm materiaal, afwerking tot uiteindelijke 0,2 mm diepte.
Factoriële matrix: vc 40, 60, 80, 100, 120 m/min × fn 0,05, 0,10, 0,15, 0,20 mm/r.
Stopcriteria: flankslijtage VB=0.3 mm of randbreuk.
Metingen: rollenbank (Kistler 9129A) voor vermogen, laserprofielmeter (Keyence LJ-V7080) voor Ra, röntgendiffractie voor witte laag.
3 Resultaten & Analyse
3.1 Standtijd van het gereedschap
Figuur 1 toont de standtijd versus vc. Carbide volgt een klassieke Taylor-helling (n=0.24) die daalt van 24 minuten bij 40 m/min naar 5 minuten bij 120 m/min. Keramiek verspreidt zich tussen 0,7 en 2,1 minuten boven 80 m/min als gevolg van thermisch scheuren.
3.2 Materiaalverwijderingspercentage (MRR)
In Tabel 1 wordt de MRR op hetzelfde -levenseinde-punt weergegeven.
| vc (m/min) | MRR-carbide (cm³/min) | MRR keramiek (cm³/min) | Verhouding |
|---|---|---|---|
| 60 | 1.8 | 4.2 | 2.3 |
| 80 | 2.4 | 11.5 | 4.8 |
| 100 | 3.0 | 14.1 | 4.7 |
3.3 Oppervlakte-integriteit
Ra (µm): carbide 0,42 ± 0,05; keramiek 0,78 ± 0,12.
Witte-laagdiepte: < 5 µm voor beide; geen meetbare stijging van de micro-hardheid.
Restspanning: carbide laat een drukdruk van 120 MPa achter, een treksterkte van keramiek 180 MPa-nog steeds binnen de OEM-limieten.
3.4 Stroomverbruik
Carbide gemiddeld 2,1 kW; keramiek piekte op 3,8 kW, binnen de spilreserve.
4 Discussie
4.1 Slijtagemechanismen
Hardmetaal faalde door flankslijtage plus micro-{0}}chipping, in overeenstemming met Sandvik-rapporten. Keramiek bezweek onder thermische schokscheuren die zich vanuit de afschuining voortplantten, versneld door koelvloeistof.
4.2 Economische cross-over
Met behulp van winkel{0}}vloerkostenfactoren (wisselplaatprijs, verandering-in de loop van de tijd, spilsnelheid), komt break{2}}even neer op 110 m/min, waarbij de 3× MRR van keramiek groter is dan de 2× wisselplaatprijs en een hoger schrootrisico.
4.3 Beperkingen
Alleen continu snijden; onderbroken sneden verbrijzelden keramiek in pilottests.
Koelvloeistofdruk > 8 MPa verminderde de levensduur van de keramiek met 30%.
4.4 Praktische afhaalmaaltijden
Kies keramiek wanneer (a) oppervlak Ra 0,8 µm acceptabel is, (b) de spindel een snelheid van meer dan of gelijk aan 100 m/min kan leveren, (c) de sneden continu zijn. Blijf bij carbide voor de uiteindelijke afwerking van het vleugelprofiel of voor gleuf-/schouderwerk.
5 Conclusie
Keramische wisselplaten verdrievoudigen de materiaalverwijderingssnelheden in Inconel 718 boven 80 m/min terwijl ze voldoen aan de specificaties van de witte- laag, maar oppervlakteruwheid en breukrisico geven de voorkeur aan carbide voor Ra < 0,5 µm of onderbroken geometrie. Repliceer de faculteit bij uw koelvloeistofdruk om het crossover-punt te bevestigen voordat u-de taak opnieuw citeert.