Новий процес обробки деталей з жароміцних сплавів скоротив знос інструменту на 15%

Коли обробка міцних сплавів нагадує різання крізь полум'я

Я досі пам'ятаю цей звук — гострий, скрегітливий шум, коли карбідна вставка стикається з Inconel 718 на високих подачах. Іскри, запах нагрітої охолоджувальної рідини та розчарування, коли інструмент виходить з ладу на півдорозі циклу.
Якщо ви коли-небудь обробляли жароміцні сплави такі матеріали, як Inconel, Hastelloy чи титан, ви знаєте, що знос інструменту — це невидимий ворог, який підтає продуктивність і прибуток.

Останніми шістьма місяцями наша команда тестувала новий гібридний процес поєднуючи адаптивне керування подачею та подача охолоджувальної рідини під високим тиском , розроблений спеціально для важкооброблюваних матеріалів. Результат? Підтверджено скорочення зносу інструменту на 15% , і до на 11% коротший час циклу без погіршення якості поверхні.

Чому важкозанурювані сплави так важко обробляти?

Жароміцні сплави (HRAs) зберігають свою міцність вище 800°C. Хоча це чудово підходить для авіаційних чи турбінних деталей, це кошмар для терміну служби інструменту.
Типові проблеми включають:

• Занадто висока температура різання що призводить до сколювання кромки.

• Утворення напливу через погане виведення стружки.

• Жорстка дифузія карбіду під час тривалого контакту з високою температурою.

До нашого нового процесу різальні пластини часто працювали не більше 40–50 хвилин робочого часу перед тим, як їх потрібно було замінювати, — це був витратний процес у виробництві малими партіями.

Новий гібридний процес: тестування в реальних умовах та дані

Ми внесли три зміни в процес під час тестового етапу на верстаті DMG Mori NLX 2500 для токарної обробки використовуючи Пластини Kennametal KC5010 та Неконнель 718 заготовки (Ø80 мм).

Головне завершення:
The адаптивний алгоритм подачі автоматично регулює швидкість подачі залежно від опору різання. Коли інструмент потрапляє на більш тверді ділянки або температура підвищується, подача тимчасово зменшується, що запобігає утворенню мікротріщин і стабілізує знос інструменту.

Тим часом, струмені високотискової охолоджувальної рідини з тиском 12 МПа покращують видалення стружки, знижуючи температуру контакту приблизно на 80°C , згідно з нашими показниками термопари всередині верстата.

Чому це важливо для закупівель та планування виробництва

Для закупівельників заводів та інженерів-виробників це покращення безпосередньо перетворюється на економічну ефективність.

• на 15% довший термін служби інструменту означає нижче споживання пластин на партію.

• на 11% коротші цикли обробки призводять до швидшого виробничого циклу.

• Стабільна якість поверхні зменшує необхідність переділки під час перевірки.

Якщо ви обробляєте HRAs у аерокосмічна промисловість , енергія , або медицина застосуваннях, інтеграція адаптивного керування подачею з високотисковою охолоджуючою рідиною може швидко компенсувати витрати на модернізацію обладнання — зазвичай за менше ніж три місяці виробництва .

Як реалізувати цей процес на вашому підприємстві

Ось проста дорожня карта, якщо ви розглядаєте можливість впровадження цього методу:

1. Модернізуйте систему охолодження – Використовуйте насоси, здатні створювати тиск 10–15 МПа.

2. Встановіть програмне забезпечення для контролю подачі – Доступно в більшості сучасних CNC-контролерах.

3. Оберіть карбідні пластини з покриттям – Обирайте покриття TiAlN або AlTiN із високою стабільністю міцності при високих температурах.

4. Проведіть пробні різання – Почніть з 90% ваших поточних параметрів різання та коригуйте їх адаптивно.

5. Контролюйте швидкість зносу – Використовуйте інструментальний мікроскоп для вимірювання ширини зносу (VB) кожні 15 хвилин роботи.

Порада: Багато систем ЧПУ, наприклад FANUC та Siemens, дозволяють динамічне регулювання подачі залежно від навантаження на шпиндель — це дає змогу реалізувати напівавтоматичне адаптивне керування без значних інвестицій у програмне забезпечення.

Експертна думка: куди рухається ця технологія

Наступним кроком у оптимізації обробки є Прогнозний аналіз зносу на основі штучного інтелекту , де сенсори відстежують вібрацію, зусилля різання та температуру, щоб передбачити вихід різального вставного елемента з ладу до того, як це станеться.
Ми вже розпочали тестування цього на нашій виробничій лінії — попередні дані показують додатковий приріст 5–8% у використанні інструменту .

Для закупівельних команд, що оцінюють постачальників, підприємства, які інтегрували адаптивну подачу та оптимізацію охолодження, матимуть чіткі переваги у часі циклу, якості поверхні та вартості деталі — особливо у високоякісних компонентах із аерокосмічних та медичних сплавів.