Salut! En tant que fournisseur d'inconvénient, j'ai vu de première main les tenants et les aboutissants de travailler avec cet alliage super - dur. Inconel est un groupe de superalliages à base de nickel-chrome connus pour leur excellente résistance à haute température, résistance à la corrosion et résistance à l'oxydation. Mais laissez-moi vous dire que l'usinage Inconel n'est pas une promenade dans le parc. Dans ce blog, je vais briser les principales difficultés d'usinage de Inconel et pourquoi cela peut être un vrai défi pour les fabricants.
Résistance à la température élevée
L'une des principales caractéristiques de Inconel est sa résistance à la température élevée. Ceci est idéal pour les applications dans l'aérospatiale, les turbines à gaz et le traitement chimique où les pièces doivent résister à une chaleur extrême. Cependant, c'est un cauchemar en matière d'usinage. Lorsque vous essayez de couper un inconvénient, les forces de coupe génèrent une tonne de chaleur à la pointe. Étant donné que Inconel conserve sa résistance même à des températures élevées, l'outil doit travailler très dur pour éliminer le matériau.
Par exemple, dans le cas deInconel 718 / UNS N07718 / 2.4668, qui est largement utilisé dans les composants aérospatiaux, la résistance à la température élevée rend difficile la réalisation d'une bonne finition de surface. La chaleur peut provoquer le durcissement du matériau autour de la zone de coupe, entraînant une augmentation de l'usure des outils et une durée de vie des outils réduite. Cela signifie que les machinistes doivent constamment changer d'outils, ce qui augmente non seulement les coûts mais ralentit également le processus de production.
Travail - durcissement
Inconel a tendance à travailler - durcir très rapidement. Travail - Le durcissement est un processus où le matériau devient de plus en plus fort car il se déforme pendant l'usinage. Lorsque vous commencez à couper un inconvénient, la couche externe du matériau durcit rapidement, ce qui rend encore plus difficile de retirer le matériau restant.
Supposons que vous utilisez un tour pour tourner un arbre gênant. Lorsque l'outil de coupe entre en contact avec le matériau, la couche de surface durcit. Si vous essayez de prendre une coupe plus profonde, l'outil rencontrera cette couche endurcie, ce qui peut provoquer une usure, un écaillage ou même une rupture excessive. Cet effet de durcissement est particulièrement prononcé dansInconel 600 / UNS N06600 / 2.4816, qui est souvent utilisé dans les échangeurs de chaleur et les réacteurs nucléaires. Pour faire face au travail - en durcissant, les machinistes doivent utiliser des outils nets et prendre des coupes légères, mais cela signifie également des temps d'usinage plus longs.
Formation de puces
Un autre problème majeur avec l'usinage Inconel est la formation de puces. Les puces Inconel sont souvent longues, filandreuses et difficiles à briser. Ces longues puces peuvent s'enrouler autour de l'outil de coupe, ce qui la faisait embrouiller et réduire l'efficacité du processus d'usinage. Ils peuvent également rayer la surface usinée, conduisant à une mauvaise qualité de surface.
Dans le cas dInconel 601 / UNS N06601 / 2.4851, qui est utilisé dans des applications telles que les composants de la fournaise, le problème de formation de puce - peut être un vrai mal de tête. Les puces longues peuvent également poser un risque de sécurité dans l'environnement d'usinage. Pour gérer la formation de puces, des outils et techniques de rupture spéciaux de puces sont nécessaires. Par exemple, l'utilisation d'un outil avec une géométrie spécifique de puce - le disjoncteur peut aider à diviser les puces en pièces plus petites et plus gérables.
Usure
L'usure des outils est une préoccupation importante lors de l'usinage de l'inconvalence. Les forces de coupe élevées, la génération de chaleur et le travail - les propriétés de durcissement de Inconel contribuent toutes à l'usure rapide des outils. Différents types d'usure d'outils peuvent se produire, notamment l'usure du flanc, l'usure du cratère et l'écaillage.
L'usure du flanc se produit sur le côté de l'outil de coupe et est causée par la friction entre l'outil et la pièce. L'usure du cratère se produit sur la face de râteau de l'outil en raison de la température élevée et des conditions de pression élevée pendant l'usinage. L'écaillage est la rupture soudaine de petits morceaux du bord de l'outil. Pour réduire l'usure des outils, les machinistes doivent utiliser des outils de coupe à haute performance fabriqués à partir de matériaux comme le carbure, la céramique ou le nitrure de bore cubique (CBN). Cependant, ces outils sont souvent plus chers, ce qui ajoute au coût d'usinage global.
Refroidissement et lubrification
Un refroidissement et une lubrification appropriés sont cruciaux lors de l'usinage gênant. La chaleur élevée générée lors de l'usinage peut endommager thermique à la fois l'outil et la pièce. Le refroidissement aide à réduire la température au bord de la coupe, ce qui à son tour réduit l'usure des outils et améliore la finition de surface. La lubrification, en revanche, réduit la friction entre l'outil et la pièce, ce qui facilite la coupe du matériau.
Cependant, trouver le bon liquide de refroidissement et le lubrifiant pour Inconel peuvent être délicats. Inconel est un matériau réactif, et certains liquides de refroidissement et lubrifiants peuvent provoquer des réactions chimiques avec l'alliage, entraînant une corrosion ou d'autres problèmes. Les liquides de refroidissement à base d'eau sont couramment utilisés, mais ils doivent être soigneusement formulés pour éviter toute réaction indésirable. De plus, le liquide de refroidissement doit être livré efficacement à la zone de coupe pour assurer un refroidissement et une lubrification maximales.
Paramètres d'usinage
La sélection des bons paramètres d'usinage est essentielle pour réussir l'usinage des inconvénients. Des paramètres tels que la vitesse de coupe, le taux d'alimentation et la profondeur de coupe doivent être soigneusement optimisés. Si la vitesse de coupe est trop élevée, la chaleur générée sera excessive, conduisant à une usure rapide des outils. D'un autre côté, si la vitesse de coupe est trop faible, le processus d'usinage sera inefficace.
Le taux d'alimentation joue également un rôle crucial. Un taux d'alimentation élevé peut augmenter le taux d'élimination des matériaux, mais il peut également provoquer une usure d'outil et une mauvaise finition de surface. La profondeur de la coupe doit être équilibrée pour éviter de surcharger l'outil et de provoquer des travaux - le durcissement. Les machinistes doivent souvent effectuer une série de tests pour trouver les paramètres d'usinage optimaux pour un opération d'alliage et d'usinage d'inconvalence spécifiques.
Conclusion
En conclusion, l'usinage Inconel est une tâche difficile en raison de sa résistance à haute température, de ses propriétés de durcissement, de la formation difficile des puces, de son usure d'outils rapide et de la nécessité d'un refroidissement et d'une lubrification appropriés. Cependant, avec les bons outils, techniques et paramètres d'usinage, il est possible de surmonter ces difficultés et de produire des pièces d'inconvénient de haute qualité.
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Références
- "Usinage des superalliages basés sur le nickel: une revue" de Xy Liu et al.
- "Usinage à vitesse élevée de Inconel 718" par SA Elbestawi et al.
- "L'effet du travail - un durcissement sur l'usinage des alliages galents" de JK Guo et al.
