155PH Acciaio inossidabile prestazioni di lavorazione e utensili meccanismo di usura analisi
L'acciaio inossidabile 155PH è un acciaio inossidabile martensitico indurito per precipitazione aeronautica, noto per la sua elevata resistenza e buona resistenza alla corrosione, ma l'alta tendenza di indurimento di lavorazione e resistenza al taglio causano la sua difficoltà di lavorazione molto più alta di 303, 316L e altri acciaio inossidabile convenzionale come precisione CNC parti personalizzate produttori, abbiamo bisogno di una valutazione completa delle caratteristiche metallurgiche, dalla selezione dell 'utensile alla strategia parametrica. La parola chiave principale "difficoltà di lavorazione su macchine in acciaio inossidabile 155PH" si basa sulla durezza di equilibrio (HRC40 - 45) e sull 'integrità della superficie per evitare la rottura della fatica a causa dello stress di trazione residuo. Questo articolo si basa su pratiche di ingegneria per la risoluzione delle sue proprietà meccaniche di taglio e l'ottimizzazione del percorso.
Impatto specifico delle caratteristiche del materiale sulla forza di taglio
155PH nello stato solido (ricottura) la durezza è di circa HRC30, dopo il trattamento temprato è aumentato a HRC40 - 45, mentre la resistenza alla trazione significativa può raggiungere più di 2000 MPa, la resistenza allo snervamento è vicina a 1800 MPa Questa caratteristica di rinforzo elevata provoca direttamente un aumento della forza di taglio del 30%-50% e il truciolo è suscettibile di rottura sterrata e vibrazione dell 'utensile. Inoltre, la conducibilità termica del materiale è bassa (circa 14 W/m·K), il calore di taglio è difficile da togliere attraverso il truciolo, circa l'80% del calore lasciato sulla superficie del pezzo in lavorazione, è altamente suscettibile di causare l'usura termica dell 'utensile e la deformazione termica del pezzo in lavorazione per le parti strutturali aerospaziali, questo effetto termico se non controllato può portare a dimensioni ultra-scarse e all' espansione della micro-cricca superficie.
- Alta resistenza:L'allungamento del pH 155PH è basso (circa 4 - 6%), ma l'energia di rottura è ancora superiore a quella dei materiali fragili, con conseguente deformazione plastica dello strato di taglio e alto consumo di energia.
- Tendenza coltello:Gli elementi del gruppo di ferro ad alta temperatura sono facili da estendere e legare con acciaio ad alta velocità o metallo duro ordinario, esacerbando l'usura del coltello appiccicoso.
- Sensibilità alla pressione residua:Le parti aerospaziali richiedono un 'integrità superficiale estremamente elevata e l'taglio improprio causerà lo stress di trazione residuo e ridurrà la durata della fatica.
Selezione del materiale per utensili da taglio e strategia di abbinamento
Per le caratteristiche di usura dei grani ad alto mollaggio e di usura dell 'ossidazione di 155 pH, la scelta del materiale dell' utensile determina direttamente il costo di lavorazione e l'efficienza dei metalli duri convenzionali (classe K o N), anche se ad alta resistenza, ma bassa tenacità alle alte temperature e al collasso, pertanto, raccomandiamo l'uso di utensili in metallo duro integrale con PVD Altiin o TiAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlAlN, che forma uno strato protettivo denso ad alte temperature, in grado di resistere efficacemente all 'ossidazione e ridurre il coefficiente di attrito. Per la lavorazione a cavità complesse, gli utensili CBN (nitruro di boro cubico) offrono un 'eccellente stabilità dimensionale con tagli a secco ad alta velocità, ma sono costosi e generalmente utilizzati solo per operazioni di finitura o collo di bottiglia. Inoltre, per i parametri geometrici dell' utensile, si raccomanda l'uso di un angolo anteriore negativo (da-6 ° a-8 °) per migliorare la resistenza della lama, l'angolo di deformazione principale è impostato a 45 ° o 58 ° per ottimizzare lo spazio di sfalcio.
| Tipo di coltello | Scenari di applicazione | Vantaggio | Limitazioni |
|---|---|---|---|
| Metallo duro totale + TiAlN | Lavorazione pesante, mezza finitura | Prezzo alto, buona durata. | stabilità termica ad alta velocità. |
| Coltello di microparticelle CBN | Lavorazione, alta finitura | Ottima stabilità dimensionale, resistenza all 'ossidazione | Costi elevati e rischi di fragilità |
| Metallo duro + AlCrN | Lavorazione di finitura ad alta durezza (HRC45 +) | Prestazioni ad alta temperatura più elevate rispetto al TiAlN | Gli effetti della pressione residua sulla superficie devono essere monitorati |
Ottimizzazione dei parametri di taglio e soluzioni di lubrificazione a raffreddamento
Nella lavorazione di 155PH, seguire il principio di sgrossatura "bassa velocità, grande profondità","alta velocità, piccola profondità" del principio di finitura della sgrossatura raccomandato velocità di taglio (Vc) a 80 - 120 m/min, avanzamento (fz) 0,08 - 0,12 mm/tooth, l'uso di fluidi per taglio a bassa temperatura o MQL (micro quantità di lubrificazione) sistema. La fase di finitura, per il controllo della ruvidità superficiale fino a Ra 0.4 - 0.8 μ m, il Vc può essere aumentato a 150 - 200 m/min, ma deve essere fornito con un raffreddamento adeguato per sopprimere l'usura del raggio della punta, vale la pena notare che 155PH è sensibile al raffreddamento, un sacco di liquido di taglio tradizionale può causare l'ineguaglianza della sollecitazione termica del pezzo in lavorazione; Si consiglia l'uso di un diamante a freddo interno con pressione o MQL, entrambi per rimuovere il calore ed evitare piccole crepe nel pezzo. Per le parti assonali allungate, è necessario utilizzare una struttura di supporto per evitare che volare, che riduce significativamente la durata dell 'utensile e deteriora la qualità della superficie.
Proposte per definire parametri chiave
- Velocità del mandrino:Sulla base del valore del taglio, assicurarsi che il Vc si trovi all 'interno del range raccomandato, evitando l'accumulo di calore dovuto a basse velocità di rotazione e profondità di taglio.
- Cucinare la schiena (AP):La sgrossatura è desiderabile 4 - 6 mm, la finitura dovrebbe prendere 0,3 - 0,5 mm.
- Taglio/umidità:I pezzi aerospaziali richiedono spesso l'assenza di residui di olio o specifici requisiti di lubrificazione, che richiedono la definizione delle specifiche di processo del cliente.
Controllo dell 'integrità delle superfici e gestione delle sollecitazioni residue
Nella catena di fornitura dell 'aviazione, le parti non solo richiedono dimensioni adeguate, ma anche la superficie è priva di difetti, nessun residuo di tensione di trazione 155PH nello strato superficiale dopo la lavorazione della macchina produrrà cambiamenti micro-tessuti, se la tensione di trazione residua è troppo grande, causerà incrinamento di corrosione da sforzo (SCC) controlliamo l'ammontare residuo di finitura.(Si consiglia di 0,2 - 0,5 mm) e l'uso di utensili ad alta finitura per ridurre il valore della valle del picco superficiale, la misurazione della sollecitazione residua con diffrazione a raggi X (XRD) per garantire che sia in uno stato di stress di pressione o vicino a zero Inoltre, il test della rugosità superficiale richiede l'uso di un interferometro elettrico a luce bianca o di un misuratore di rugosità di contatto, impostando i parametri S per evitare la distorsione del singolo valore Ra. Se viene rilevata una tensione di trazione locale, di solito è necessario aggiungere un rinvenimento a bassa temperatura o un trattamento LSP (Laser Impact Reinforcement) a un processo successivo, che richiede la conferma del percorso del processo insieme al cliente.
Modelli di guasto frequenti e piani di evasione del progetto
Nella produzione reale, le modalità di guasto comuni delle parti 155PH includono il trasferimento delle impronte del coltello, la bruciatura di superficie e il trasferimento dello stress del segno a causa di passivazione dello strumento o dei parametri impropri, la necessità di stabilire un monitoraggio online dello strumento o regolare sostituzione del sistema della superficie delle ustioni è spesso causata da raffreddamento insufficiente o bassa velocità di rotazione, con conseguente temperatura locale oltre la temperatura di rinvenimento del materiale, cambiando lo schema di elusione della durezza è l'introduzione dell 'imaging termico IR per monitorare la temperatura dell' area di taglio, o regolare la posizione dell 'ugello MQL. Per problemi di conformità del lotto, si consiglia di creare un grafico SPC (Statistical Process Control) che monitora i valori di Cpk delle dimensioni critiche e della rugosità della superficie, intervenendo immediatamente all 'aggiustamento del processo quando il Cpk è inferiore a 1,33.
Punti di controllo e mantenimento di precisione nella produzione di massa
Nella produzione di massa di parti aeronautiche, la sottile differenza tra il lotto di materiale causerà le fluttuazioni del comportamento di elaborazione, implementiamo il controllo in entrata (IQC) per verificare il certificato materiale nel valore di durezza e la composizione chimica del primo pezzo del collegamento di conferma, è necessario utilizzare una macchina di misura a coordinate (CMM) per il rilevamento completo delle dimensioni e mettere l'accento sulla verifica delle tolleranze coassiali, piane e di altri bit. Nel processo, ogni 50 - 100 pezzi per il controllo completo o il campionamento di dimensione critica, l'uso di un proiettore ottico o uno scanner laser per misure senza contatto, evitare che l'ago del contatto graffia la superficie altamente lucida prima della spedizione, oltre al rilevamento di dimensioni convenzionali, deve essere effettuato un test di penetrazione (PT) o un test magnetico (MT) per risolvere le micro-crepe. Per il successivo trattamento superficiale come l'ossidazione anodica o la placcatura, è necessario mettere da parte il margine di elaborazione corrispondente e comunicare l'effetto della composizione della soluzione del serbatoio di trattamento sulla superficie di passivazione 155PH.
FAQ Domande frequenti
Cosa succede dopo la lavorazione dell 'acciaio inossidabile 155PH?
L'oscuramento superficiale è solitamente dovuto all 'ossidazione ad alta temperatura o ai residui di fluido da taglio; si consiglia di controllare se la velocità di taglio è troppo bassa per causare lo spargimento del tumore, o se il flusso MQL è insufficiente per regolare il metodo di raffreddamento e aumentare il margine di finitura, se è già successo, può essere riparato mediante lucidatura meccanica o pulizia laser.
Qual è la parte che si consuma di più durante la lavorazione a 155 ph?
Di solito nell 'arco della punta e nell' area di usura del plank a causa di elevata durezza del materiale e scarsa conduttività termica, dissipazione di calore avanzata, facile da generare rottura termica, si consiglia di utilizzare un piccolo raggio della punta dell 'arco (R0.2-R0.3 mm) dell' utensile, e con un angolo tagliente della lama per ridurre il potere di taglio.
Come valutare il rischio di vita a fatica dei pezzi di ricambio 155 pH?
Oltre alle tolleranze dimensionali, è necessario prestare attenzione allo stato di sollecitazione residua sulla superficie per confermare che la superficie è sotto pressione o bassa tensione di trazione con l'analisi XRD se ci sono segni di espansione della cricca microscopica, è necessario eseguire analisi metallografiche per controllare l'integrità del tessuto, se necessario, rilevamento polvere per escludere le crepe sulla superficie.
155PH può essere saldato con altri materiali metallici?
155PH scarsa saldabilità, facile da produrre crepe fredde, deve essere preriscaldato e rigorosamente controllare il contenuto di idrogeno di componenti aerospaziali più uso di connessioni meccaniche o saldatura a diffusione se deve essere saldata, si consiglia di utilizzare materiali di riempimento a base di nichel e trattamento di tempo-tempo dopo saldatura per eliminare lo stress.
Come controllare la deriva dimensionale di 155 PH nella produzione in serie?
La deriva dimensionale è principalmente dovuta all 'usura dell' utensile non compensata o alle fluttuazioni della durezza del materiale mediante l'implementazione di una rigorosa gestione della vita dell 'utensile e delle procedure di compensazione online, allo stesso tempo, per garantire che il fornitore del materiale fornisca lotti stabili di durezza e prima della lavorazione del grezzo sia misurato con precisione o campionamento di durezza, in base ai parametri di taglio misurati.
Conclusioni e proposte di collaborazione
Le sfide nella lavorazione meccanica dell 'acciaio inossidabile 155PH sono il bilanciamento tra efficienza, precisione e integrità della superficie, grazie alla selezione scientifica degli utensili, all' ottimizzazione dei parametri e a un rigoroso sistema di ispezione, che consente di evitare il rischio di guasti per i pezzi di grado aeronautico ShowyMetal, con 72 unità CNC e la capacità di ispezione completa, che eccelle nella gestione di questi materiali difficili. Se avete necessità di lavorare parti con 155 pH o altre leghe speciali, siete invitati a presentare disegni per comunicare con il nostro team di ingegneri: forniamo analisi DFM gratuite e consigli di processo per ottimizzare il vostro progetto, garantire la coerenza e l'affidabilità della produzione in serie e avviare il processo di rapida quotazione.
