Zastosowanie narzędzi skrawających ze stopów żaroodpornych

Zastosowanie narzędzi skrawających ze stopów żaroodpornych

Przetwarzanie w przemyśle lotniczym również ulega szybkim zmianom. Na przykład superstopy na bazie niklu, takie jak Rene88, o których większość ludzi nie słyszała kilka lat temu, stanowią obecnie 10–25% całkowitego metalu wykorzystywanego w produkcji silników lotniczych. Są ku temu dobre wyniki i powody biznesowe. Na przykład te stopy żaroodporne mogą wydłużyć żywotność silnika i umożliwić pracę mniejszym silnikom w dużych samolotach, co zwiększy wydajność spalania i obniży koszty operacyjne. Te wytrzymałe materiały pokazują również koszt narzędzia. Ich odporność na ciepło prowadzi do wyższych temperatur na końcówce narzędzia, co zmniejsza trwałość narzędzia. Podobnie cząstki węglika w tych stopach znacznie zwiększają tarcie, skracając w ten sposób trwałość narzędzia.

W wyniku tych zmian warunków węglik spiekany C-2, który był w stanie w zadowalający sposób przetwarzać wiele stopów tytanu i stopów na bazie niklu, po zastosowaniu w dzisiejszych stopy. Rowki są zużyte. Jednak najnowszy drobnoziarnisty węglik spiekany może skutecznie przetwarzać stopy wysokotemperaturowe, poprawiając trwałość narzędzia, a co ważniejsze, niezawodność stosowania stopów wysokotemperaturowych.

Drobnoziarnisty węglik spiekany ma wyższą wytrzymałość na ściskanie i twardość niż tradycyjne materiały z węglika spiekanego, ale zwiększa niewielki koszt pod względem wytrzymałości. W rezultacie jest on bardziej skuteczny niż tradycyjny węglik spiekany w zakresie odporności na typowe awarie występujące podczas obróbki stopów w wysokiej temperaturze.

Powłoki PVD (fizyczne osadzanie z fazy gazowej) okazały się również skuteczne w obróbce stopów wysokotemperaturowych. Jako pierwszą zastosowano powłokę PVD TiN (azotek tytanu) i nadal jest ona najpopularniejsza. Ostatnio z powodzeniem można stosować również powłoki TiAlN (azotek tytanu i glinu) i TiCN (węgloazotek tytanu). W przeszłości zakres zastosowań powłok TiAlN był bardziej ograniczony niż TiN. Jednak gdy prędkość skrawania wzrasta, są one dobrym wyborem, zwiększając produktywność nawet o 40% w tych zastosowaniach. Z drugiej strony, w zależności od stanu powierzchni powłoki, TiAlN przy niższych prędkościach skrawania może powodować narost na krawędzi, późniejsze odpryski i zużycie rowków.

Ostatnio opracowano materiały do ​​zastosowań nadstopów, a powłoki te składają się z kilku warstw. Szeroko zakrojone testy laboratoryjne i terenowe wykazały, że ta kombinacja jest skuteczna w szerokim zakresie zastosowań w porównaniu z jakąkolwiek inną pojedynczą powłoką. Dlatego też powłoka kompozytowa PVD do zastosowań w stopach wysokotemperaturowych może stać się przedmiotem ciągłego zainteresowania badaniami i rozwojem nowych materiałów z węglików spiekanych. Oczekuje się, że wraz z powłokami MTCVD i powlekaną ceramiką staną się one główną siłą udarową umożliwiającą bardziej efektywną obróbkę nowych i trudniejszych w obróbce materiałów detali, które są opracowywane.