Un Nou Proces de Prelucrare a Pieselor din Aliaje Refractare a Redus Uzura Sculelor cu 15%

Când prelucrarea aliajelor rezistente pare că taie prin foc

Îmi amintesc încă sunetul — acel zgomot ascuțit și scrâșnitor când o plăcuță din carbide întâlnește Inconel 718 la avansuri mari. Scânteile, mirosul lichidului de răcire încălzit și frustrarea când sculele cedează la jumătatea ciclului.
Dacă ați prelucrat vreodată aliaje rezistente la căldură precum Inconel, Hastelloy sau titan, știți că uzura sculei este dușmanul invizibil care distruge atât productivitatea, cât și profitul.

În ultimele șase luni, echipa noastră a testat un proces hibrid nou combinând control adaptiv al avansului și livrare sub presiune ridicată a lichidului de răcire , conceput special pentru aceste materiale dificil de prelucrat. Rezultatul? O reducere verificată cu 15% a uzurii sculelor , și până la 11% timp de ciclu mai scurt fără a compromite calitatea suprafeței.

Ce face ca aliajele rezistente la căldură să fie atât de dificil de prelucrat?

Aliajele rezistente la căldură (HRAs) își mențin rezistența la temperaturi peste 800°C. Deși acest lucru este ideal pentru piese utilizate în industria aerospațială sau turbine, reprezintă un coșmar pentru durata sculelor.
Problemele tipice includ:

• Temperatură excesivă de așchiere care duce la ciupirea muchiei.

• Muchie acumulată datorită evacuării proaste a așchiilor.

• Difuzie de carbide dure în timpul contactului prelungit la temperatură înaltă.

Înainte de noul nostru proces, plăcuțele pentru scule rezistau adesea nu mai mult de 40–50 minute de tăiere înainte de a necesita înlocuire — o rutină costisitoare în producția de serie mică.

Noul proces hibrid: Testare în condiții reale și date

Am introdus trei modificări ale procesului în faza de testare pe un Centru de strunjire DMG Mori NLX 2500 utilizare Plăcuțe Kennametal KC5010 și Inconel 718 bare (Ø80 mm).

Punctul cheie:
The algoritm adaptiv de avans ajustează automat viteza de avans în funcție de rezistența la tăiere. Când scula întâmpină zone mai dure sau o temperatură crescută, avansul este temporar redus, prevenind microciupirea și stabilizând evoluția uzurii sculei.

Între timp, jeturi de lichid de răcire cu presiune ridicată la 12 MPa îmbunătățesc evacuarea așchiilor, reducând temperatura de contact cu aproximativ 80°C , pe baza măsurătorilor noastre cu termocuple montate în mașină.

De ce este important acest lucru pentru achiziții și planificarea producției

Pentru cumpărătorii de la fabrică și inginerii de producție, această îmbunătățire se traduce direct prin eficiență costuri.

• viață utilă a sculei cu 15% mai lungă înseamnă consum redus de plăcuțe pe lot.

• timpuri de ciclu cu 11% mai scurți duc la o productivitate mai rapidă.

• Finisaj superficial constant reduce necesarul de retușare la inspecție.

Dacă prelucrați HRAs în aerospațial , energie , sau medical aplicații, integrarea controlului adaptiv al avansului cu răcire sub presiune ridicată poate compensa rapid costurile de modernizare a echipamentelor — de obicei în sub trei luni de producție .

Cum implementați acest proces în fabrica dvs.

Iată o cale simplă de urmat dacă luați în considerare adoptarea acestei metode:

1. Modernizați sistemul de răcire – Utilizați pompe capabile de 10–15 MPa.

2. Instalați software de monitorizare a avansului – Disponibil în majoritatea controlerelor CNC moderne.

3. Selectați plăcuțe din carbide metalice acoperite – Alegeți acoperiri TiAlN sau AlTiN cu stabilitate ridicată la duritate la temperaturi înalte.

4. Efectuați tăieturi de probă – Începeți la 90% din parametrii actuali de tăiere și ajustați adaptiv.

5. Monitorizați rata de uzură – Utilizați un microscop pentru scule pentru a cuantifica lățimea uzurii (VB) la fiecare 15 minute de funcționare.

Sfaturi: Multe comenzi CNC, cum ar fi FANUC și Siemens, permit reglarea dinamică a avansului legată de sarcina arborelui principal — permițând un control adaptiv semiautomat fără investiții majore în software.

Informații expert: În ce direcție se îndreaptă această tehnologie

Următorul pas în optimizarea prelucrării este Analiza predictivă bazată pe inteligență artificială a uzurii , unde senzorii urmăresc vibrațiile, forța de așchiere și temperatura pentru a prezice defectarea plăcuțelor înainte ca aceasta să apară.
Am început deja testarea acestui sistem în linia noastră de producție — datele inițiale arată un alt câștig de 5–8% în utilizarea sculelor .

Pentru echipele de achiziții care evaluează furnizorii, fabricile care integrează reglarea adaptivă a avansului și optimizarea fluidului de răcire vor avea avantaje clare în ceea ce privește timpul de ciclu, integritatea suprafeței și costul pe piesă — mai ales în componentele de aliaje valoroase pentru industria aerospațială și medicală.