CNC-mehaaniline töötlemine Hastelloy: lõiketööriistade materjalid, jahutusvedeliku strateegia ja kulude optimeerimine - Teadmised

Hastelloyei ole üks sulam -, see on Haynes Internationali välja töötatud nikkel-kroom-molübdeen- põhinevate supersulamite perekond, mis on tuntud maakera kõige agressiivsemate korrosioonikeskkondade vastupidavuse poolest. Kõige laialdasemalt töödeldud mark on Hastelloy C-276 (UNS N10276), mille nimikoostis on Ni~57%, Mo 15–17%, Cr 14,5–16,5%, W 3–4,5%, Fe 4–7%, süsinikuga vähem kui 0,01% või sellega võrdne ja räni või võrdne Les0%. See - suure töösisaldusega-karastavate elementide koostis – just seetõttu on seda nii raske töödelda ja miks standardsed roostevabast terasest parameetrid teie tööriista kiiresti üles veavad.

CNC Machining Hastelloy

Selle artikli eesmärk on vastata kolmele küsimusele, mida CNC-töökojad ja hankeinsenerid kõige sagedamini küsivad:

Milline lõikeriista materjal ja geomeetria Hastelloy C-276 puhul tegelikult töötab?
Milline jahutusvedeliku strateegia hoiab ära tööriista kiire kulumise ja saavutab vastuvõetava pinna terviklikkuse?
Kuidas optimeerite töötlemise kogumaksumust - mitte ainult tööriista maksumust, vaid ka tsükliaega ja seadistuskulusid?

[Allikas] Dudley, B. (toim.), "Hastelloy C-276 Alloy Technical Data", Haynes International; Machining Handbook, ASM International, Vol. 16.

Kui lõikeserv puutub esimest korda kokku Hastelloyga, deformeerub materjal tööriista otsa all plastiliselt. Kuna niklisulamitel on madal soojusjuhtivus (umbes 11–12 W/m·K toatemperatuuril, ligikaudu 1/3 terasest), ei saa nihkepiirkonnas tekkiv soojus kiiresti välja pääseda. See kuumus koos suure mehaanilise koormusega põhjustab kiiret pingekõvenemist. Tulemuseks on õhuke, ülikõva kiht -, mis ulatub mõnikord lokaalselt 350–400 HB-ni - ja mille kiip on juba "eel-karastanud", enne kui tööriista serv sellest läbi läheb.

Kolm materjaliomadust teevad Hastelloy C-276 üheks kõige raskemini-töötletavaks kaubanduslikuks sulamiks:

Töö{0}}kõvastus: saavutab ~80% lõplikust kõvadusest 10–15% kogudeformatsioonist
Madal soojusjuhtivus: soojus jääb koondunuks lõikeservale, mitte ei haju kiibile või toorikusse
Kõrge tugevus kõrgel temperatuuril: säilitab ~70–80% toatemperatuuri -voolavuspiirist 600 kraadi juures, piirates suure-kiire lõikamise pehmendavat kasu

Hastelloy C-276 töötab ligikaudu 30–50% kiirusega 316L roostevabast terasest ja toodab tööriista ja kiibi liideses 2–3 korda rohkem soojust, mistõttu on see võrreldav Inconel 718 töötlemisega raskustes, kuid suurema molübdeeni- ja volframisisaldusega, mis kiirendab kulumist.

Sulam	UTS (MPa)	Kõvadus (HB)	Töödeldavuse indeks (vs AISI 1117=100)	Võtmeväljakutse
AISI 1117 süsinikteras	430–510	126–150	100 (alustase)	Standardne -, erilisi probleeme pole
316L roostevaba teras	485–560	160–200	55–65	Mõõdukas töö{0}}karastus
Alloy 825 (N08825)	530–690	180–220	45–55	Töö{0}}kõvenemine, kõrge Cr/Ni
Alloy 625 (N06625)	690–830	200–240	30–40	Tugev, Ni{0}}Cr-Mo
Inconel 718 (N07718)	965–1275	240–330	15–25	Väga tugev, sadeneb
Hastelloy C-276 (N10276)	690–850	200–250	15–22	Töö{0}}kõvenemine + madal juhtivus
Hastelloy C-22 (N06022)	690–800	200–240	15–20	Sarnane C-276-ga; veidi lihtsam

Treimiseks ja freesimiseks Hastelloy C-276 on soovitatav tööriistade hierarhia: CVD-kaetud karbiid (Al₂O₃/TiCN/Al₂O₃ mitme-kiht) Suurem või võrdne PVD AlTiN-kattega karbiid > keraamiline viimistlus > Ainult SiAlN. Katmata karbiidi ei soovitata tootmistsüklites kasutada.

Cutting Tool Materials What Actually Works

Iga tööriista materjal pakub erinevat{0}}kompensatsiooni kuuma kõvaduse, keemilise stabiilsuse ja purunemiskindluse vahel. Valik sõltub toimingust (karestamine vs viimistlus), konkreetsest Hastelloy klassist ja sellest, kas tsehh seab prioriteediks tööriista tööea, pinnaviimistluse või maksumuse.

Tööriista materjal	Hinne / Kattekiht	Kõvadus (HV)	Maksimaalne teenindustemperatuur (kraad)	Tööriista eluea reiting	Parim rakendus	Suhteline kulu
Katmata karbiid	K10/K20 (peeneteraline)	1,600–1,750	600	⭐ Väga kehv	Ainult laboris	1× (alus)
PVD AlTiN{0}}kattega karbiid	PVD AlTiN / AlCrN	2,000–2,400	800–900	⭐⭐⭐ Hea	Üldine treimine ja freesimine	1.5–2×
CVD Al₂O3/TiCN mitmekihiline	CVD Al₂O3+TiCN+TiN	2,200–2,600	1,000+	⭐⭐⭐⭐ Suurepärane	Tootmise treimine; karestamine	2–3×
Keraamika (TiCN{0}}põhine)	TiCN + Mo/Ni sideaine	1,800–2,200	800	⭐⭐⭐ Hea	Viimistlus; madalad etteandekiirused	2–2.5×
SiAlN keraamika	Si₃N4 + Al2O3 (Sialon)	2,400–2,800	1,200+	⭐⭐⭐⭐ Suurepärane	töötlemata freesimine; suur kiirus	4–6×
CBN (kuupiline boornitriid)	CBN Sisaldus on suurem või võrdne 50%.	4,500–5,000	1,000	⭐⭐⭐⭐⭐ Superior	Viimistlemine (< Ra 0.8)	8–15×
PCD (polükristalliline teemant)	PCD (98% või suurem teemant)	8,000–9,000	600–700	⭐⭐⭐⭐⭐ Superior	Grafiit/SiC komposiit	10–20×

Miks on CVD{0}}kattega karbiid tööstuse vaikeseade tootmises?

CVD mitmekihilise kattega karbiid (Al₂O₃/TiCN/TiN K--klassi substraadil) on kõige kuluefektiivsem valik Hastelloy C-276 CNC-töötluseks tootmiseks, kuna välimine Al₂O₃ kiht tagab suurepärase murdumis- ja alamkihi stabiilsuse kõrgel temperatuuril, alamkihi stabiilsuse ja kõrgel temperatuuril. TiN pealmine kiht on vastupidav servade moodustumisele.

Al₂O3 kate on nikli juuresolekul termodünaamiliselt stabiilne - see ei reageeri töödeldava detaili materjaliga tüüpilistel lõiketemperatuuridel (600–900 kraadi). See on kriitiline: tööriistade kulumine niklisulami töötlemisel on oma olemuselt valdavalt keemiline, mitte ainult mehaaniline hõõrdumine. TiCN vahekiht tagab substraadile vastupidavuse termilisele pragunemisele katkestatud lõigete (freesimise) korral.

[Allikas] Abele, E. et al., "Kaetud tööriistad nikli{2}}põhiste sulamite kuivtöötluseks", CIRP Annals – Manufacturing Technology, 2015.

Substraadi jaoks kasutage peeneteralist-karbiidi (tera suurus 1 μm või vähem), mille koobaltisisaldus on 6–10%. Madalam koobaltisisaldus (6%) annab suurema kõvaduse ja kulumiskindluse; 10% koobalt annab katkenud lõigete korral parema sitkuse. Valige operatsiooni tüübi järgi:

Tugevus-keskendunud (katkestatud lõiked, sügavad taskud): 8–10% Co, K-klass (KC9140 ekvivalent)

Kõvadus-fokuseeritud (pidev treimine, õhukesed seinad): 6% Co, peeneteraline{2}} (KC5010 ekvivalent)

PVD AlTiN: millal ja miks seda kasutada

PVD AlTiN-kattega karbiidi eelistatakse CVD-le õhukeste-seinadetailide, väikese-läbimõõduga tööriistade (otsfreesid < Ø12 mm) ja töötlemisel, kus tooriku jäikus on piiratud, kuna PVD-katted toodavad õhema ja sitkema katte ilma tõmbe- ja jääkpingeid, mis võivad tekitada peentööriistadele jääkpingeid.

PVD AlTiN katted (ladestatakse 400–500 kraadi juures, palju alla CVD 900–1000 kraadi) säilitavad aluspinna esialgse sitkuse. AlTiN kate moodustab lõikamise ajal tiheda Al₂O₃+TiN kihilise struktuuri, pakkudes oksüdatsioonikindlust kuni ligikaudu 900 kraadini tööriista harupinnal.

Konkreetne soovitus: Hastelloy C-276 treimiseks lõikekiirusel 30–60 m/min kasutage terava lõikeservaga PVD AlTiN-i (viimistluse lihvimisraadius 0,02–0,03 mm, karestamise korral 0,03–0,05 mm). Raskemat lihvi (T-land) EI soovitata - see pigem surub materjali kui lõikab, suurendades järsult töökindlust.

Keraamika ja CBN: kui töö õigustab kulusid

SiAlN keraamilisi vahetükke soovitatakse Hastelloy C-276 suurel-toorfreesimisel (lõikekiirused 150–300 m/min), kus tsükliaeg on kriitiline ja tööriista laokulusid saab õigustada 5–8 korda pikema tööriista tööeaga võrreldes karbiidiga. CBN on reserveeritud ainult viimistlemiseks, kus Ra on nõutav < 0,8 μm.

Ceramic tools should be considered a process decision, not just a tool selection: they require rigid setups (no slender overhangs > 4× diameter), stable machine spindles (>15 000 p/min väikeste vahetükkide puhul) ja jahutusvedelikku, et vältida termilise šoki tekkimist. Niklissulamite puhul on SiAlN eelistatud Al2O3-le, kuna selle soojuspaisumise koefitsient (≈ 5,5 × 10⁻⁶/kraad) on terasele lähemal, vähendades jahutusvedeliku pealekandmise ajal termilise gradiendi pinget lõikeservas.

[Allikas] Ezugwu, EO & Bonney, J., "Kõrg{3}}surve jahutusvedeliku mõju tööriista elueale Ni-põhise Inconel 718 pööramisel", ASME Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2004.

CBN-l (kuubikuboornitriid) on kõigist müügilolevatest tööriistamaterjalidest kõrgeim kuumkõvadus, kuid seda kasutatakse harva Hastelloy karendamiseks, kuna see on katkenud lõigete tugeva mehaanilise mõju all rabe. Selle rakendus on piiratud:

Lõpetage puuraukude ja siseläbimõõtude treimine, kui pinnaviimistlus on kriitiline
Klapipesade ja pumba komponentide pidev lõikamine (Ra 0,4 μm või väiksem)
Hastelloy kiire{0}}keermestamine, kus karbiid ei suuda säilitada geomeetriat

Sisestamise geomeetria ja servade ettevalmistamine

Hastelloy C-276 jaoks on soovitatavad sisestuste geomeetriad: klaasipuhasti geomeetria viimistlemiseks (suur kaldenurk, laiendatud pinnas), standardne negatiivne kaldenurk (CNMG / CNGA) üldiseks treimiseks ja kuul-nina- või nurga{5}}raadiusega otsafreesid 3D-profiilimiseks. Lõikeserv peab alati olema terav - tuhm serv põhjustab koheselt liigse kõvastumise ja kraatri kiire kulumise.

Operatsioon	Sisestage ISO kood	Geomeetria	Lihvimisraadius (mm)	Rake nurk	Rakendus
Jäme treimine	CNMG 120408 / CNMG 160612	Negatiivne reha, tugev serv	0.03–0.05	-6 kraadi kuni -8 kraadi	Tugev lao eemaldamine, OD treimine
Lõpeta pööramine	DNMG 150604 / VNMG 160404	Klaasipuhasti / positiivne reha	0.02–0.03	+5 kraadist +12 kraadini	Pinnaviimistlus Ra Vähem kui 1,6 μm või sellega võrdne
Katkestatud lõikamine / profileerimine	CNMG / SNMG	T-maa tugevdatud	0.04–0.06	-6 kraadi kuni -10 kraadi	Sooned, pilud, õlad
Lõppfreesimine (töötlemata)	APKT 1604 / SEKT 1204	Tugev nurgaraadius	0.03–0.05	-8 kraadi kuni -12 kraadi	Külgfreesimine, taskupanek
Lõppfreesimine (viimistlus)	Kuuli-nina Ø6–Ø20	Terav lõikeserv	0.015–0.02	+10 kraadist +15 kraadini	3D-profiilimine, stantsiõõnsused
Keermestamine	16ER / 22ER (ISO mõõdik)	Terav täppisserv	0.01–0.02	0 kraadi kuni +5 kraadi	Väliskeermed, API ringid

Hastelloy C-276 CNC-treimiseks kasutage lõikekiirust 30–60 m/min (karbiid) või 80–150 m/min (SiAlN keraamika), ettenihkekiirusi 0,1–0,25 mm/pööre karestamise korral ja 0,05–0,12 mm/pööret viimistluse puhul 0,05–0,12 mm ja lõikesügavust 1–5 mm/min. (karestamine) või 0,25–1,0 mm (viimistlus). Ärge kunagi laske tööriistal seista – pidev lõikamine on hädavajalik.

Operatsioon	Tööriista materjal	Lõikekiirus (Vc)	Toitekiirus (fn)	Lõikesügavus (ap)	Jahutusvedelik	Tööriista eeldatav eluiga	Tüüpiline Ra viimistlus
Jäme treimine	CVD Al₂O3 karbiid	30–50 m/min	0,18–0,25 mm/pööre	2,0–4,0 mm	Üleujutus, kõrge{0}}rõhk	Lõikeaeg 15-30 min	Ra 3,2–6,3 μm
Poolfiniš{0}}	PVD AlTiN karbiid	40–65 m/min	0,10–0,18 mm/pööre	0,75–2,0 mm	Üleujutus, 10–15 baari	Lõikeaeg 20-45 min	Ra 1,6–3,2 μm
Lõpeta pööramine	PVD AlTiN / Keraamika	50–80 m/min	0,05–0,12 mm/pööre	0,25–0,75 mm	Üleujutus, puhas	Lõikeaeg 30-60 min	Ra 0,8–1,6 μm
Karm igav	CVD karbiid	25–40 m/min	0,08–0,15 mm/pööre	0,5–1,5 mm	Üleujutus -tööriista kaudu	Lõikeaeg 15-25 min	Ra 1,6–3,2 μm
Lõpeta igav	CBN või PVD AlTiN	35–70 m/min	0,04–0,08 mm/pööre	0,1–0,5 mm	Üleujutus, madal rõhk	Lõikeaeg 30-90 min	Ra Väiksem või võrdne 0,8 μm
Keermestamine (väline)	PVD AlTiN / UN-kate	20–35 m/min (efektiivne)	helikõrguse järgi	0,05–0,10 mm/käik	Üleujutus	5–15 söötu/serv	Ra 1,6–3,2 μm
Lõikamine / soonimine	PVD AlTiN kitsas	20–30 m/min	0,03–0,06 mm/pööre	Tera laius 2–4 mm	Üleujutus, kõrge{0}}rõhk	Lõikamisaeg 10-20 min	Ra 3,2–6,3 μm

Soovitatavad parameetrid freesimiseks Hastelloy C276

Hastelloy C-276 CNC-freesimiseks kasutage lõikekiirust 35–60 m/min (karbiidist otsfrees) või 120–250 m/min (SiAlN keraamiline kuul{13}}nukk), aksiaalset lõikesügavust (ae) 0,3–1,5 × ettenihe (tööriista läbimõõt 0,0 mm) – 0 mm. hammas (fz) 0,03–0,08 mm hamba kohta. Vältida tuleks täielikku pilu - kasutage radiaalse haardumisega ronimisfreesi, mis on väiksem või võrdne 50% lõikuri läbimõõdust.

Operatsioon	Tööriist	Tööriista materjal	Lõikekiirus (Vc)	Toide hamba kohta (fz)	Ae (radiaalne DOC)	Ap (aksiaalne DOC)	Jahutusvedelik	Märkmed
Töötlemata taskufreesimine	Ø12–Ø20 End Mill	PVD AlTiN karbiid	35–50 m/min	0,05–0,08 mm/z	1,5–3,0 mm	Kuni 20 mm	Üleujutus 10–15 baari	Lõikamine pole soovitatav
Jäme külgfreesimine	Ø16–Ø25 End Mill	CVD Al₂O3 karbiid	40–60 m/min	0,06–0,10 mm/z	3-10 mm	5-20 mm	Üleujutus kõrge rõhk	Eelistatud ronimisfreesimine
Pool{0}}3D	Palli-nina Ø10–Ø20	PVD AlTiN karbiid	45–70 m/min	0,04–0,08 mm/z	0,5–2,0 mm	3-10 mm	Üleujutus	Pidev kaasamine
Lõpetage 3D-profiilimine	Palli-nina Ø6–Ø12	PVD AlTiN / CBN	50–90 m/min	0,02–0,05 mm/z	0,2–0,8 mm	1-4 mm	Üleujutus madal rõhk	CBN Ra jaoks Vähem kui 0,8 μm või sellega võrdne
Suure{0}}kiire töötlemine	Ø20–Ø50 näofrees	SiAlN keraamika	120–200 m/min	0,06–0,12 mm/z	2-6 mm	5-15 mm	Üleujutus + õhulöök	Nõuab jäika seadistust
Profiili freesimine	Ø6 End Mill	PVD AlTiN karbiid	30–45 m/min	0,03–0,06 mm/z	0,5–2,0 mm	2-8 mm	Üleujutus	Väikesed tööriistad: väiksem kiirus

Domineeriv kulumismehhanism muutub lõikekiirusega:

Vc < 40 m/min: Hastelloy kõvade sekundaarsete karbiidide peamiselt abrasiivne kulumine ja servade lõhestumine
Vc=40–60 m/min: tasakaalustatud abrasiiv + keemiline kulumine - optimaalne karbiidaken
Vc > 80 m/min: Lõiketeraga risti asetsev termiline pragunemine + kiire difusioonikulumine
Vc > 150 m/min (keraamiline): termomehaaniline väsimus - vajab spetsiaalselt SiAlN, mitte Al₂O₃

Praktiline tähendus: kauplused, mis üritavad Hastelloyl "kiiresti joosta", kulutavad tegelikult rohkem raha, kuna vahetavad sisetükke iga 5–10 minuti järel.

Kulu{0}}optimaalne lähenemisviis on konservatiivne kiirus (40–55 m/min) maksimaalse stabiilse etteandekiirusega, kasutades üleujutatud jahutusvedelikku, et võimaldada pidevat lõikamist ilma termiliste kahjustusteta.

Hastelloy C-276 kuivtöötlus ei ole tootmiskeskkondades elujõuline - tööriista eluiga väheneb 60–80% võrreldes üleujutusega jahutamisega ja pinna terviklikkus (jääkpinge, valge kihi moodustumine) halveneb oluliselt. Minimaalne vastuvõetav strateegia on kõrgrõhuga üleujutusjahutus 10–15 baari juures voolukiirusega 10 l/min või sellega võrdne läbi 2–3 mm düüsiava, mis on suunatud tööriistakiibi liidesele.

Niklissulami töötlemisel ei seisne jahutusfunktsioon ainult temperatuuris -, vaid ka töödeldava detaili aatomite difusiooni vältimises tööriista kattesse. Tööriista-kiibi liidese äärmuslike rõhkude ja temperatuuride korral võivad Hastelloy nikkel ja koobalt difundeeruda karbiidsubstraati, moodustades intermetallilisi ühendeid, mis kiirendavad kraatrite kulumist. Pidev jahutusvedeliku vool loputab seda reaktsioonitsooni ja hoiab ära selle difusiooni.

[Allikas] Sharman, ARC et al., "The Effects of Cryogenic Cooling on Tool Life in End Milling of Hastelloy C-276", International Journal of Machine Tools & Manufacture, 2018.

Jahutusvedeliku tüüp: pool{0}}sünteetiline vs. puhas õli vs. MQL

Hastelloy C-276 CNC-töötluse jaoks on tööstusstandardi soovituslik 5–8% pool-sünteetiline (lahustuv õli) emulsioon pH-ga 9,0–9,5. Puhtad (sirged) õlid võivad pikendada tööriista eluiga 20–30%, kuid kujutavad endast hügieeni- ja tuleohtu. MQL (Minimum Quantity Lubrication) õli voolukiirusel 50–100 ml/h on elujõuline puurimiseks ja keermetamiseks, kuid mitte Hastelloy üldiseks treimiseks ja freesimiseks.

Jahutusvedeliku tüüp	Koosseis	Voolukiirus	Tööriista eluea mõju	Pinnaviimistlus	Hügieen/ohutus	Maksumus	Parim jaoks
Kuiv (jahutusvedelikku pole)	Mitte ühtegi	N/A	-60–80% vs üleujutus	Kehv; valge kiht	Hea (puudub kokkupuude)	Minimaalne	Ainult laboritest -, mitte tootmine
5–8% pool-sünteetiline emulsioon	Mineraalõli + vesi + lisandid	8–15 l/min (üleujutus)	Algtase=100%	Hea (Ra 1,6–3,2)	Mõõdukas (vajalik biotsiid)	Madal – keskmine	Üldine treimine ja freesimine
Puhas (sirge) lõikeõli	100% nafta/taimeõli	5–10 l/min	+20–30% vs. emulsioon	Suurepärane (Ra 0,8–1,6)	Tuleoht; dermatiidi oht	Kõrge	süva{0}}aukude puurimine; koputades
Kõrge{0}}rõhu (10–20 baari) emulsioon	Sama mis pool{0}}sünteetiline; tarnitakse rõhu all	10–20 l/min	+30–50% vs. tavaline üleujutus	Väga hea	Mõõdukas	Keskmine	Sisemine jahutusvedelik läbi tööriistade; igav
MQL - Taimeõli 50–100 ml/h	Rapsi / rapsiõli + õhk	50–100 ml/h õli	-15–25% vs üleujutus	Hea	Hea (väike udu)	Madal	Puurimine < Ø20mm; keermestamine
Krüogeenne (LN₂ / CO₂)	Vedel lämmastik või CO₂ lumi	0,5–2 l/min LN₂	+40–80% vs. üleujutus	Väga hea	Nõutav eriline käsitsemine	Väga kõrge	Väärtuslikud{0}}lennunduse komponendid

Vääveldatud estreid või klooritud parafiine sisaldavad poolsünteetilised emulsioonid äärmusliku rõhu (EP) lisanditega, mis sisaldavad vääveldatud estreid või klooritud parafiine, tagavad parima jõudluse, kuna EP lisandid moodustavad tööriista-kiibi liidesele ohverdava piirkihi, vähendades hõõrdumist ja takistades töödeldava detaili materjali keevitamist tööriista harupinna külge.

Jahutusvedeliku pealekandmise tehnika: kuhu ja kuidas voogu suunata

Suunake jahutusvedeliku vool tööriista-kiibi liidesesse -, mitte tööriista-tooriku kontaktpunkti -, düüsi nurga all lõikeserva tasapinnast 15–30 kraadi. Läbi-tööriista jahutusvedelik (sisemised jahutuskanalid) on puurimis- ja puurimistöödel kohustuslik ning tagab 30–50% pikema tööriista tööea, võrreldes ainult välise üleujutusega.

Hastelloy töötluse lõiketsoon ulatub tööriista otsas 700–1000 kraadini isegi üleujutusvedeliku korral. Jahutusvedelik peab jõudma sellesse tsooni piisavalt kiiresti, et hoida katet alla ~850 kraadi, kus Al₂O3 jääb termodünaamiliselt stabiilseks. Selleks on vaja:

Düüsi läbimõõt: 2–3 mm üleujutuse korral; 0,8–1,2 mm tööriista jahutusvedeliku kõrg-surve korral-
Rõhk: minimaalselt 10 baari läbiva-tööriista jaoks; 5–8 baari üleujutuse jaoks
Temperatuur: 15–25 kraadi (jahe jahutusvedelik tagab parema soojuse eemaldamise; liiga külm põhjustab termošoki)
pH jälgimine: pool-sünteetiliste materjalide puhul hoidke 9,0–9,5, et vältida bakterite kasvu ja nahaärritust

MQL (minimaalne kogusmääre) võib asendada üleujutusvedelikku puurimisel, kruvimisel ja lühiajalistel{0}}töötlemistoimingutel Hastelloy C-276 puhul, kuid seda ei soovitata kasutada treimise või freesimise puhul, mille lõikeaeg ületab 10 minutit, kuna MQL-i soojuse eemaldamise võime on ebapiisav, et vältida karbiidi pideva kõrge temperatuuriga kaasnevaid termilisi kahjustusi.

MQL for Hastelloy

Uurimistöö konsensus (CIRP, ASME ja SAE tehnilised dokumendid, 2014–2023) näitab järjekindlalt, et MQL kiirusega 70–100 ml/h saavutab ligikaudu 70–80% tööriista tööeast, mis on saavutatud tavapärase üleujutusjahutusega niklisulami töötlemisel, muutes selle elujõuliseks võimaluseks keskkonnanõuetele vastavate kaupluste jaoks, mis eelistavad maksimaalset kasutusiga.

[Allikas] Khan, SA et al., "MQL Machining of Nickel-based Superloys: A Critical Review", Journal of Manufacturing Processes, Elsevier, 2021.

Kui kasutate Hastelloy jaoks MQL-i, kasutage mineraalõlide asemel kõrge{0}}olehappesisaldusega taimeõlisid (rapsi- või päevalilleõli), kuna taimeõlide polaarsed molekulid adsorbeerivad aktiivse nikli pinnale tõhusamalt, vähendades -ülemist serva. Vältige sünteetilisi estreid temperatuuril > 300 kraadi lõikeservas - need lagunevad termiliselt ja jätavad süsinikku sisaldavaid jääke.

Viis peamist tööriista kulumisrežiimi Hastelloy C-276 töötluses on sageduse järjekorras: külje kulumine (kõige tavalisem), ülesehitatud-serv (BUE), kraatri kulumine, sälkude kulumine--lõikejoone sügavusel ja termiline pragunemine. Igal neist on selge algpõhjus – selle õige tuvastamine ütleb teile, millist parameetrit reguleerida, selle asemel, et muuta tööriista materjali pimesi.

Kandmise režiim	Välimus	Esmane põhjus	Parameetrite reguleerimine	Sekundaarne põhjus
Külje kulumine (VB)	Ühtlane kulumine langeb reha pinnale	Abrasiivsed kõvakarbiidid (Mo/W boriidid)	Vähendage lõikekiirust 10–15%	Katte rike kõrgel temperatuuril
Built{0}}Up Edge (BUE)	Tooriku materjali tükid servas	Ni/Cr keevitamine tööriista pinnale	Suurendage kaldenurka või kasutage teravamat serva	Madal lõikekiirus + ebapiisav jahutusvedelik
Kraatri kulumine	Depressioon reha näol	Keemiline difusioon; kõrge temperatuuriga lahustuvus	Lülitu Al₂O3 kattele (stabiilsem)	Liigne lõikekiirus
Notch Wear	Sügav soon DOC joonel	Töödeldava detaili pinna kõvaduse kõikumine	Vähenda DOC; kasutage tugevamat serva ettevalmistust	Termomehaaniline jalgrattasõit
Termiline krakkimine	Lõiketeraga risti asetsevad praod	Termošokk vahelduvast jahutusvedelikust	Vähendage jahutusvedeliku rõhku; eel-sooja	CVD-katte tõmbepinge
Serva lõikamine	Väikesed murrud lõikeserval	Löögikoormus; katkestatud lõikamine; kulunud serv	vähendada etteandekiirust; kontrollige tööriista üleulatust	Liigne lihvimisraadius

Pinna terviklikkus

Hastelloy C-276 töödeldud pindadele võib tekkida "valge kiht" (kõva, rabe, ümberkristallitud kiht paksusega 2–20 μm) ja tõmbejääkpinge (200–500 MPa), kui lõikeparameetrid on valed – isegi kui tööriist tundub vastuvõetav. Mõlemad vähendavad väsimuse eluiga 30–60%, mis on kosmose- ja surveanumarakenduste jaoks kriitiline. Täpsustage oma jooniste märkustes pinna terviklikkuse nõuded ja kontrollige pinna kareduse (Ra) ja kõvaduse traversi mõõtmistega.

Valge kihi moodustumist põhjustavad kolm tegurit:

Excessive cutting temperature (>700 kraadi peal) - põhjustatud suurest lõikekiirusest või ebapiisavast jahutusvedelikust
Termomehaaniline koormus maapinnal -, mis on põhjustatud suurest ettenihkekiirusest ebapiisava lõikesügavusega
Säilinud austeniidi muundumine - Hastelloy FCC kristallstruktuur muundub tugeva plastilise deformatsiooni korral osaliselt kõvemaks faasiks
Valge kihi moodustumise minimeerimiseks Hastelloy C-276 komponentides:
Kasutage väikseimat lõikekiirust, mis ühildub vastuvõetava tsükliajaga (Vc=35–50 m/min)
Lisage pidevalt jahutusvedelikku üleujutusvedelikku - ärge kunagi lõpetage jahutusvedelikku töö ajal-
Säilitage ühtlane lõikesügavus; vältige "õhklõikamist", kui tööriist siseneb/väljub
Väsimuse{0}}kriitiliste rakenduste jaoks: määrake töötlemisjärgse-pinge leevendamine 600–650 kraadi juures 1–2 tunniks

Levinud Hastelloy klasside hulgas on töödeldavus vahemikus: Hastelloy C-22 (N06022) ≈ Hastelloy C-276 (N10276) kui kõige raskem, Hastelloy C-2000 (N06200) ja B-2 (N10665) kuni Hastelloy0 (N10665)0, kui kõige lihtsam mehaaniliselt töödeldav (läheneb Inconel 625-le). Erinevused on tingitud peamiselt molübdeeni ja volframi sisaldusest, mis reguleerivad otseselt töö kõvenemise kiirust ja abrasiivset kulumist.

Hastelloy klass	UNS number	Peamised legeerivad elemendid	Töödeldavuse reiting (1=kõige lihtsam, 5=kõige raskem)	Peamised märkused töötlemiseks
Hastelloy B-2	N10665	Ni–Mo (Mo 26–30%, Fe vähem või võrdne 2%)	⭐⭐ (Mõõdukas)	Madal Cr tähendab vähem tööd{0}}kõvenemist; lihtsam kui C-276; vältida HCl-s
Hastelloy B-3	N10675	Ni–Mo (Mo 28–32%, Nb/Ta puudub)	⭐⭐ (Mõõdukas)	Parem termiline stabiilsus võrreldes B-2-ga; sarnane töödeldavus
Hastelloy C-22	N06022	Ni–Cr–Mo–W (Cr 20–22%, W 2–4%)	⭐⭐⭐⭐ (Väga raske)	Madalama Mo tõttu pisut lihtsam kui C-276; W lisab kulumiskindlust
Hastelloy C-276	N10276	Ni–Cr–Mo–W (Mo 15–17%, W 3–4,5%)	⭐⭐⭐⭐ (Väga raske)	Tööstusstandard; enamus dokumenteeritud töötlemisandmed; kasutage kõiki C-276 parameetreid
Hastelloy C-2000	N06200	Ni–Cr–Mo–Cu (Mo 15–17%, Cu 1,6%)	⭐⭐⭐ (raske)	Vase lisamine vähendab veidi abrasiivset kulumist; parim keemiatehase teenindamiseks
Hastelloy G-30	N06030	Ni–Cr–Mo–Cu (Cr >30%, Cu 1,8%)	⭐⭐⭐ (raske)	Kõrge Cr annab korrosioonieelise; töödeldavus sarnaneb C-2000-ga
Hastelloy X	N06002	Ni–Cr–Fe–Mo (Cr 20–22%, Fe 17–20%)	⭐⭐ (Mõõdukas)	Kõige enam töödeldav Hastelloy; sageli töödeldud kiirustel 50–70 m/min; sarnane Inconel 625-ga
Hastelloy N	N10003	Ni–Mo–Cr (Mo 7%, Cr 7%, Al 5%)	⭐⭐⭐ (raske)	Välja töötatud tuumaenergia jaoks; vähem levinud; töödeldavus sarnaneb C-276-ga

Jinie Technology (Jiangsu) Co., Ltd. (JN Alloy) on spetsialiseerunud tootja ja ülemaailmne niklisulamite, superausteniitse roostevaba terase ja spetsiaalsete korrosioonikindlate -sulamite, sealhulgas kogu Hastelloy perekond, tarnija. Tarnime Hastelloy C-276 (UNS N10276), Hastelloy C-22 (N06022), Hastelloy B-2 (N10665) ja Hastelloy X (N06002) kõikides kaubanduslikes tootevormides koos täieliku jälgitavuse ja veskikatsete aruannetega (EN 10204 3.1) iga tellimusega.

Plaat, leht ja riba - ASTM B575 / ASME SB-575 sertifikaat
Varras ja varras - ASTM B574 / ASME SB-574 sertifikaat
Torud ja torud (õmblusteta ja keevitatud) - ASTM B622 / B619 / ASME SB-622 sertifikaat
Sepised ja liitmikud - ASTM B564 / B366 / ASME SB-564 sertifikaat
Eritellimusel valmistatud komponendid - Äärikud, toruliitmikud, kohandatud kollektorid

Teeme koostööd insenerifirmade, EPC töövõtjate ja tootmistsehhidega üle maailma, et tarnida materjale keemilise töötlemise, nafta ja gaasi, farmaatsia, magestamise ja saastetõrjerakenduste jaoks. Meie materjaliteaduse meeskond pakub tehnilist konsultatsiooni, et toetada optimaalset materjali valikut teie konkreetse söövitava keskkonna jaoks.

Market@jnalloy.com|www.jnalloy.com|Jinie Technology (Jiangsu) Co., Ltd.|Teenindades 40+ riiki üle maailma