Высокотемпературные сплавы, или суперсплавы, крайне важны для таких отраслей промышленности, как аэрокосмическая, энергетическая и химическая, где экстремальная жаро- и коррозионная стойкость не является обязательным условием. Эти материалы - сплавы на основе никеля, железа и кобальта - обладают исключительной механической прочностью и долговечностью, но создают значительные трудности при обработке из-за своей твердости, склонности к упрочнению и жаростойкости. Частыми препятствиями являются быстрый износ инструмента, высокие силы резания и повреждение заготовки.
В этом руководстве представлена исчерпывающая схема обработки 30 высокотемпературных сплавов. режущие инструменты, покрытия, геометрии инструмента, и параметры резки для черновой, получистовой и чистовой обработки. Независимо от того, являетесь ли вы машинистом или инженером, эти сведения помогут вам оптимизировать процессы, продлить срок службы инструмента и добиться точных результатов.
Почему обработка высокотемпературных сплавов является сложной задачей
Суперсплавы разработаны для работы в экстремальных условиях, что делает их сложными для обработки. Основные проблемы включают:
- Высокая твердость: Увеличивает износ инструмента и силы резания.
- Садоводство: Такие материалы, как инконель, затвердевают во время обработки, ускоряя разрушение инструмента.
- Термостойкость: Выделяет чрезмерное количество тепла, что требует применения современных покрытий для инструментов, таких как TiAlN или AlTiN.
- Устойчивость к коррозии: Сплавы типа Hastelloy устойчивы к химическим веществам, но усложняют обработку из-за своего состава.
Для их преодоления крайне важен выбор правильных инструментов и параметров. В данном руководстве рекомендации распределены по типам сплавов для наглядности и практического применения.
Сверхпрочные сплавы на основе никеля: Передовые методы обработки
Суперсплавы на основе никеля, такие как инконель и хастеллой, доминируют в аэрокосмической и ядерной промышленности благодаря своей прочности и коррозионной стойкости при высоких температурах. Ниже представлены стратегии обработки для 10 ключевых сплавов на основе никеля.
1. Инконель 600
Приложения: Компоненты печей, оборудование для химической обработки.
Вызовы: Упрочнение и стойкость к окислению увеличивают износ инструмента.
Режущие инструменты: Карбид, керамика или PCBN с покрытиями TiAlN или TiSiN.
Геометрия инструмента:
- Положительный угол наклона: 12-20°
- Угол рельефа: 8-12°
- Радиус режущей кромки: 0,02-0,1 мм
Параметры резки:
- Черновая обработка:
- Скорость резки: 20-40 м/мин
- Скорость подачи: 0,2-0,4 мм/об.
- Глубина реза: 2-6 мм
- Полуфабрикаты:
- Скорость резки: 30-50 м/мин
- Скорость подачи: 0,1-0,3 мм/об.
- Глубина реза: 1-3 мм
- Отделка:
- Скорость резки: 40-60 м/мин
- Скорость подачи: 0,05-0,1 мм/об.
- Глубина реза: 0,2-1 мм
Совет профессионала: Используйте острые инструменты и умеренных скоростях, чтобы минимизировать упрочнение и продлить срок службы инструмента.
2. Инконель 625
Приложения: Морская и химическая промышленность.
Вызовы: Высокое содержание никеля требует более низких скоростей для управления теплом.
Режущие инструменты: Карбид, керамика или PCBN с покрытиями TiAlN или TiCN.
Геометрия инструмента:
- Положительный угол наклона: 10-20°
- Угол рельефа: 8-12°
- Радиус режущей кромки: 0,03-0,1 мм
Параметры резки:
- Черновая обработка:
- Скорость резки: 15-35 м/мин
- Скорость подачи: 0,2-0,5 мм/об.
- Глубина реза: 2-5 мм
- Полуфабрикаты:
- Скорость резки: 25-45 м/мин
- Скорость подачи: 0,1-0,3 мм/об.
- Глубина реза: 1-3 мм
- Отделка:
- Скорость резки: 35-55 м/мин
- Скорость подачи: 0,05-0,15 мм/об.
- Глубина реза: 0,2-1 мм
Совет профессионала: Отдайте предпочтение покрытиям TiCN для повышения износостойкости в коррозионных средах.
(Аналогичные разделы для сплавов Inconel 718, Hastelloy X, Hastelloy C276, Rene 41, Nimonic 80A, Nimonic 90, Waspaloy и Alloy 718Plus имеют ту же структуру, а конкретные параметры и советы адаптированы к уникальным свойствам каждого сплава. Чтобы избежать избыточности, они кратко описаны ниже).
Краткое описание сплавов на основе никеля
| Сплав | Скорость резки (м/мин) | Скорость подачи (мм/об) | Глубина реза (мм) | Лучшие покрытия |
|---|---|---|---|---|
| Инконель 718 | 20-60 | 0.05-0.4 | 0.2-6 | TiAlN, AlTiN |
| Хастеллой X | 15-50 | 0.05-0.5 | 0.2-5 | TiAlN, TiCN |
| Рене 41 | 15-55 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
| Nimonic 80A | 15-50 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
| Васпалой | 15-55 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
Ключевой момент: Сплавы на основе никеля требуют острых инструментов и контролируемых скоростей для управления нагревом и упрочнением. Покрытия TiAlN и AlTiN идеально подходят для большинства применений.
Сверхпрочные сплавы на основе железа: Передовые методы обработки
Суперсплавы на основе железа, такие как Incoloy и A-286, обеспечивают экономически эффективную прочность турбокомпрессоров и теплообменников. Хотя они не столь экстремальны, как никелевые или кобальтовые сплавы, их прочность все же требует тщательной обработки.
1. Сплав A-286
Приложения: Компоненты реактивных двигателей, крепеж.
Вызовы: Аустенитная структура приводит к упрочнению при обработке.
Режущие инструменты: Карбид или керамика с покрытиями TiAlN или AlTiN.
Геометрия инструмента:
- Положительный угол наклона: 10-15°
- Угол рельефа: 8-12°
- Радиус режущей кромки: 0,03-0,1 мм
Параметры резки:
- Черновая обработка:
- Скорость резки: 15-30 м/мин
- Скорость подачи: 0,2-0,5 мм/об.
- Глубина реза: 2-5 мм
- Полуфабрикаты:
- Скорость резки: 25-40 м/мин
- Скорость подачи: 0,1-0,3 мм/об.
- Глубина реза: 1-3 мм
- Отделка:
- Скорость резки: 35-50 м/мин
- Скорость подачи: 0,05-0,1 мм/об.
- Глубина реза: 0,2-1 мм
Совет профессионала: Используйте охлаждающую жидкость для снижения нагрева и предотвращения повреждения поверхности при обработке.
(Аналогичные разделы для сплавов Incoloy 800, Incoloy 825, Incoloy 901, Nitronic 60, Fe-Ni-Co Alloy, Hiperco 50, Hiperco 27, Pyromet 860 и Pyromet CTX-1 имеют такую же структуру).
Реферат на тему Сплавы на основе железа
| Сплав | Скорость резки (м/мин) | Скорость подачи (мм/об) | Глубина реза (мм) | Лучшие покрытия |
|---|---|---|---|---|
| Инколой 800 | 20-60 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
| Инколой 825 | 15-50 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, TiCN |
| Нитроник 60 | 15-50 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, TiCN |
| Hiperco 50 | 20-60 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
| Пиромет 860 | 20-60 | 0.05-0.4 | 0.2-5 | TiAlN, AlTiN |
Ключевой момент: Сплавы на основе железа лучше поддаются обработке, чем никелевые или кобальтовые сплавы, но все же требуют острых инструментов и умеренных скоростей для предотвращения упрочнения.
Сверхпрочные сплавы на основе кобальта: Передовые методы обработки
Суперсплавы на основе кобальта, такие как Stellite и Haynes, отличаются высокой износостойкостью и прочностью при высоких температурах, что делает их идеальными для изготовления лопаток турбин и деталей клапанов. Их твердость требует низких скоростей и прочной оснастки.
1. Стеллит 6
Приложения: Седла клапанов, износостойкие компоненты.
Вызовы: Чрезвычайная твердость ускоряет износ инструмента.
Режущие инструменты: Карбид или керамика с покрытиями TiAlN или AlTiN.
Геометрия инструмента:
- Положительный угол наклона: 10-15°
- Угол рельефа: 8-12°
- Радиус режущей кромки: 0,03-0,1 мм
Параметры резки:
- Черновая обработка:
- Скорость резки: 10-20 м/мин
- Скорость подачи: 0,15-0,3 мм/об.
- Глубина реза: 2-4 мм
- Полуфабрикаты:
- Скорость резки: 15-25 м/мин
- Скорость подачи: 0,1-0,25 мм/об.
- Глубина пропила: 1-2 мм
- Отделка:
- Скорость резки: 20-30 м/мин
- Скорость подачи: 0,05-0,1 мм/об.
- Глубина реза: 0,1-1 мм
Совет профессионала: Для предотвращения сколов используйте керамические инструменты высокой твердости и медленные скорости.
(Аналогичные разделы для Stellite 21, Ultimet, Haynes 25, Haynes 188, MP35N, L-605, T-400, Elgiloy и Tribaloy T-800 имеют такую же структуру).
Краткое описание сплавов на основе кобальта
| Сплав | Скорость резки (м/мин) | Скорость подачи (мм/об) | Глубина реза (мм) | Лучшие покрытия |
|---|---|---|---|---|
| Стеллит 21 | 10-30 | 0.05-0.3 | 0.1-4 | TiAlN, TiCN |
| Ultimet | 10-30 | 0.05-0.3 | 0.1-4 | TiAlN, AlTiN |
| Хейнс 25 | 10-30 | 0.05-0.3 | 0.1-4 | TiAlN, AlTiN |
| MP35N | 10-35 | 0.05-0.3 | 0.1-4 | TiAlN, AlTiN |
| Tribaloy T-800 | 10-35 | 0.05-0.3 | 0.1-4 | TiAlN, AlTiN |
Ключевой момент: Сплавы на основе кобальта требуют самых низких скоростей и надежных покрытий для обеспечения их чрезвычайной твердости и износостойкости.
Общие советы по обработке высокотемпературных сплавов
- Используйте охлаждающую жидкость с умом: Охлаждение потоком снижает нагрев, но не допускает теплового удара по инструментам.
- Контроль износа инструмента: Часто осматривайте инструменты, чтобы предотвратить повреждение заготовок.
- Оптимизация скорости подачи: Более низкие скорости подачи при чистовой обработке улучшают качество поверхности.
- Выберите передовые покрытия: TiAlN, AlTiN и TiCN увеличивают срок службы инструмента в условиях сильного нагрева.
- Параметры испытаний: Начните с консервативных настроек и регулируйте их в зависимости от производительности.
Услуги по обработке высокотемпературных сплавов KeSu
Сложность высокотемпературных сплавов требует исключительной обработки. Если вы ищете партнера, способного работать с этими особыми материалами и обеспечивать производительность и надежность вашей конечной продукции, мы обладаем всеми необходимыми возможностями.
Обладая обширным опытом и высокоточным оборудованием в области обработки высокотемпературных сплавов, компания KeSu предоставляет стабильные и надежные производственные услуги. Мы отвечаем строгим стандартам для компонентов, работающих в экстремальных высокотемпературных условиях в таких отраслях, как аэрокосмическая, энергетическая и нефтехимическая. Мы уделяем особое внимание деталям, гарантируя соответствие каждого изделия проектным требованиям.
Заключение
Обработка высокотемпературных сплавов, таких как инконель, инколой и стеллит, требует точности, надежных инструментов и оптимизированных параметров. Следуя рекомендациям, приведенным в этом руководстве, вы сможете минимизировать износ инструмента, снизить затраты и добиться высокого качества обработки. Сохраните этот ресурс в закладках, чтобы в дальнейшем освоить обработку суперсплавов.