Inconel 718 retains >600 MPa ražas stiprums 650 grādos, padarot to neaizstājamu turbīnu diskiem un sadedzinātāja starplikām [1]. Parastā apstrāde rada ātru instrumentu nodilumu un stiepes atlikušo stresu, kompromitējot noguruma veiktspēju [2]. Hibrīda kriogēnā - lāzera palīga apstrāde (CLAM) ir parādījis potenciālu mazināt šīs problēmas [3], tomēr sistemātiski dati ar reprezentatīvām termiskām slodzēm joprojām ir maz. Šis pētījums kvantitatīvi nosaka gliemenes veiktspēju pret sākotnējo plūdu dzesēšanu, izmantojot statistiski izstrādātus eksperimentus un fiziku - balstīta temperatūras modelēšana.

2 Pētījuma metodes
2.1 Eksperimentāls dizains
Lai samazinātu eksperimentālos skrējienus, tika izvēlēts taguchi L9 ortogonālais masīvs, lai samazinātu eksperimentālos braucienus, vienlaikus uztverot pirmo - pasūtījuma mijiedarbību (1. tabula). Neatkarīgi mainīgie: griešanas ātrums (VC), padeve (F) un šķidrums - slāpekļa strūklas spiediens (P). Atkarīgie mainīgie: instrumenta kalpošanas laiks (T), sānu nodilums (VB), virsmas raupjums (RA), atlikušais spriegums (σr).

1. tabula L9 masīva koeficienta līmeņi
Līmenis|VC (M min⁻¹)|F (mm rev⁻¹)|P (MPA)
1 | 30 | 0.05 | 2
2 | 60 | 0.10 | 4
3 | 90 | 0.15 | 6

Inconel 718 Machining parts

2.2 Materiāls un instrumenti
Sagatavošana: risinājums - apstrādāts un novecojis Inconel 718 (AMS 5662), cietība 44 ± 1 hrc. Griešanas ieliktnis: Sandvik CNMG 120408-PM, 1105. pakāpe (Tialn-Tin daudzslāņu, 3,5 µm). Rīka turētājs: PSBNR 2525M12, pieejas leņķis 75 grāds, Rake 6 grāds, klīrenss 5 grāds.

2.3 aparāts
Mašīnas rīks: DMG - MORI NLX 2500 SY, maksimālā vārpsta 4000 apgriezienus minūtē. Kriogēna piegāde: dubultā - sprauslas šķidrums - slāpekļa sistēma (spiediens 0–8 MPa, plūsma 3–12 l min⁻¹). Lāzera pre - siltums: 500 W šķiedras lāzers (λ=1070 nm), vietas diametrs 2 mm, jaudas blīvums 15 kW cm⁻².

2.4 Datu iegūšana
Spēki, ko mēra ar Kistler 9129AA triaksiālo dinamometru; Signāli, kas ņemti paraugi ar 20 kHz un zemi - caurlaide, kas filtrēta ar 1 kHz. Rīka - Čipa interfeisa temperatūra, kas uztverta ar dubultā - viļņu pirometru (1,5–1,8 µm, 1 kHz). Atlikušais spriegums, ko nosaka x - staru difrakcija (sin²ψ metode, cr - k starojums) ar 50 µm pieaugumu. Virsmas raupjums, kas reģistrēts caur Alicona InfiniteFocus G5 (0,01 µm vertikālā izšķirtspēja).

2.5 Termiskā modelēšana
Johnson - Cook konstitutīvie parametri tika atjaunoti no sadalītā - Hopkinsona testiem ar 25–800 grādu un 10⁻³–10⁴ S⁻¹ celma ātrumu. Temperatūras paaugstināšanās primārajā bīdes zonā tika prognozēta, izmantojot Okslija apstrādes teoriju, apvienojumā ar siltuma nodalījuma koeficientiem, kas iegūti no infrasarkanās termogrāfijas.

3 Rezultāti un analīze
3.1 Instrumenta kalpošanas un nodiluma mehānismi
1. attēlā parādīta sānu nodiluma progresēšana zem trim dzesēšanas stratēģijām. Clam demonstrēja vienotu nolietojuma zemes augšanu (VB=0.3 mm 28,7 minūtēs), turpretī plūdu dzesēšanas rīks - dzīves kritērijs pulksten 12,1 minūtē. SEM mikrogrāfijas atklāja dominējošo difūzijas nodilumu plūdu dzesēšanā, kuru gliemežos nomāc zemākas saskarnes temperatūra (ΔT ≈ 200 grāds).

3.2 Virsmas integritāte
2. attēls kontrastē RA un atlikušo stresa profilus. Clam ražots RA=0.31 ± 0,02 µm, salīdzinot ar 0,47 ± 0,05 µm zem plūdu dzesēšanas. Atlikušais spriegums gliemenī palika saspiests (−380 ± 45 MPa) līdz 150 µm dziļumam; Plūdu dzesēšana radīja stiepes spriegumu (+120 ± 30 MPa) pie 50 µm.

3.3 Noguruma veiktspēja
Trīs - punktu lieces (ASTM E466) 650 grādos parādīja divkāršu ciklu palielināšanos līdz kļūmei (2,6 × 10⁵) gliemenes paraugiem attiecībā pret plūdiem - atdzesētas vadības ierīces (1,3 × 10⁵). Fractogrāfija apstiprināja plaisu iniciāciju, kas mainīta no virsmas uz apakšdaļu - virsma, kas atbilst spiedes atlikušajam spriegumam.

3.4 Modeļa validācija
Paredzētā primārā bīdes - zonas temperatūra, kas saskaņota ar 8 % no pirometrijas datiem visās parametru kombinācijās (r²=0.92). Kalibrētais termiskais modelis ļauj procesa plānotājiem iepriekš - atlasīt griešanas parametrus, kas uztur saskarnes temperatūru zem 650 grādiem, samazinot difūzijas nodilumu.

4 diskusija
4.1 Nēsājiet slāpēšanas mehānismu
Zemāka saskarnes temperatūra zem gliemenes kavē Tialna oksidāciju un samazina kobalta saistvielas difūziju mikroshēmā, paplašinot instrumenta kalpošanas laiku. Lāzera pre - siltums mazina termisko triecienu no kriogēnām strūklām, novēršot mikro - šķembas, kas novērota iepriekšējos kriogēnos - pētījumos [4].

4.2 Atlikušā stresa veidošanās
Kompresijas spriegums rodas no ātras kriogēnas apstrādātas virsmas slāpēšanas. Lāzera pre - siltuma apspiests pārmērīga dzesēšana, novēršot trauslu fāzes kodolu (Δ - ni₃nb), kas varētu kompromitēt stabilitāti [5].

4.3 Ierobežojumi
Eksperimenti, kas izmantoti nepārtraukti pagriezieni; Pārtrauktā griešana, kas raksturīga frēzēšanai, var mainīt siltuma sadalīšanu un atlikušo stresu. Materiāla anizotropija viltotos diskos netika apskatīta. Tiek gaidīts šķidruma - slāpekļa patēriņa un produktivitātes pieauguma ekonomiskais novērtējums.

4.4 Praktiskas sekas
Glemele ļauj sausu vai tuvu - Inconel 718 komponentu sausa apstrāde apkalpošanai līdz 650 grādiem, samazinot dzesēšanas šķidruma atkritumus par 78 % un instrumentu uzskaiti par 40 %. Integrācija ar adaptīvo vadību, pamatojoties uz reālu - Laika termisko attēlveidošanu, ir ieteicama, lai kompensētu ievietošanas nodilumu un sagataves mainīgumu.

5 Secinājumi
Clam pagarina instrumenta kalpošanas laiku 2.4 - Inconel 718 komponentu salocīšana un dubultā noguruma kalpošanas laiks, uzturot spiedes atlikušo spriegumu un zemu virsmas raupjumu ar 650 grādiem. Apstiprinātais termiskais modelis nodrošina reproducējamu ietvaru parametru izvēlei. Turpmākajam darbam jākoncentrējas uz frēzēšanas izmēģinājumiem un dzīves cikla izmaksu analīzi.

Populāri tagi: Inconel 718 apstrāde ar augstu - temperatūras lietojumprogrammām, Ķīnas Inconel 718 apstrāde augstai - temperatūras lietojumprogrammu ražotājiem, piegādātājiem, rūpnīcai