憑借著最新的航空發(fā)動(dòng)機(jī)的設(shè)計(jì)上開式越來越多的使用耐高溫的材料，SteedWebzell公司開始考慮最新的方案去應(yīng)對(duì)挑戰(zhàn)。
為了滿足減少二氧化碳排放的環(huán)保要求，航空發(fā)動(dòng)機(jī)制造商不得不制造能夠使飛機(jī)的飛行高度更高，耗油率更低的部件。然而，這意味著部件將會(huì)面臨更加嚴(yán)酷的熱環(huán)境，因此，諸如耐熱超級(jí)合金（HRSAs）和先進(jìn)的鈦合金材料開始越來越多地被采用。
對(duì)于需要旋轉(zhuǎn)的發(fā)動(dòng)機(jī)零部件，陶瓷葉片近來已經(jīng)被機(jī)械車間關(guān)注，以及最新發(fā)展之一的是采用了該公司的新的JP2旋轉(zhuǎn)級(jí)別的NTK公司的Bidemic系列。根據(jù)NTK公司的說法，JP2旋轉(zhuǎn)級(jí)別能夠在15倍的旋轉(zhuǎn)速度條件下完成陶瓷葉片的加工。
這一系列有涂層的多尖端插入的釬焊可以在其表面以超過500米/分鐘的速度運(yùn)轉(zhuǎn)，并且據(jù)說可以克服之前關(guān)于割鉻鎳鐵合金結(jié)束時(shí)陶瓷邊緣碎裂的擔(dān)憂。這是歸功在加工過程中于有很強(qiáng)的耐高溫特性的錫涂層摻雜其中。它適用于加工深度從0.1mm到0.3mm的范圍，包括鉻鎳鐵合金，雷內(nèi)合金和鎳基合金材料。
當(dāng)然，各發(fā)動(dòng)機(jī)部件和材料都有著其自身的轉(zhuǎn)動(dòng)挑戰(zhàn)。一個(gè)典型的例子是由鉻鎳鐵合金718 ，瓦斯帕洛伊變形鎳基耐熱合金或尤迪麥特鎳基耐熱合金720制成的渦輪盤。在這里，推薦另一種陶瓷刀片，該公司的GC6060。
由于當(dāng)轉(zhuǎn)彎HRSAs時(shí)切削區(qū)的高溫，冷卻液的成功發(fā)展與它的精準(zhǔn)部署有關(guān)。據(jù)山特維克克若曼特說，使用高精度的噴嘴的秘訣是把它們直接分布在刀尖位置。這可以讓操作者創(chuàng)建一個(gè)平行的層流，這有助于抬起碎片，減少接觸長度，并創(chuàng)建一個(gè)液體邊界來打破碎片。
山高刀具對(duì)這個(gè)思路表示贊同，指出HRSAs難以切割材料?！按送?，耐熱材料本身是熱的不良導(dǎo)體，” 山高的英國技術(shù)中心技術(shù)員斯賓塞·亞當(dāng)斯如是說。“在切削區(qū)溫度通?？梢赃_(dá)到1100-1300?C，如果不能迅速將熱量導(dǎo)出可縮短刀具壽命，甚至引起工件變形。”
“除了部署鋒利的切削工具，采用高壓直接冷卻液可以幫助提高生產(chǎn)率。如果HRSA材料的切割速度為50米/分，這種類型的冷卻劑系統(tǒng)可以使切割速度高達(dá)200米/分，因此輸出功率會(huì)是原來的四倍。”
山高公司的最新的射流刀具技術(shù)專門為車削鈦合金和旋磨術(shù)而設(shè)計(jì)，并指出旨在具體定位的冷卻液噴射技術(shù)是應(yīng)用在切削區(qū)。上部的噴射的冷卻劑噴射至前傾面的最佳點(diǎn)，同時(shí)，附加噴射沖洗間隙表面。
其他方面，美國國籍的刀具專家，KORLOY已經(jīng)證實(shí)了使用以PC5300為底物的切削器旋轉(zhuǎn)刀片有良好的工程效果。英國Cutwel公司的刀片據(jù)說在提供在高切削溫度的條件下抗氧化性能和硬度，從而防止出現(xiàn)常見的故障，比如磨損，崩刃等。
采用上述由鉻鎳鐵合金628制成的內(nèi)部和外部旋轉(zhuǎn)支撐器的CNMG式插入件，一個(gè)試驗(yàn)表明工具使用壽命可以通過使用PC5300延長25%。這是由50-80米/分鐘的切削速度，0.25毫米/轉(zhuǎn)進(jìn)給量和切削深度0.2-0.7mm來實(shí)現(xiàn)。
因此，銑削是什么？許多相同的原理和技術(shù)已經(jīng)開始應(yīng)用。例如，NTK公司表示，其SX9型號(hào)陶瓷刀片迄今為止是公司質(zhì)量最好的銑削型號(hào)刀片，能夠提供超越800米/分鐘的加工速度。它一般由銑削鉻鎳鐵合金706，713和718制成。
在山特維克可羅曼特，特定的應(yīng)用為使用陶瓷而設(shè)定，考慮使用車銑復(fù)合機(jī)的HRSA渦輪機(jī)匣。在此，公司推薦使用他們公司的CoroMill 300C陶瓷切削工具，就像在車削中的應(yīng)用，能夠提供更高耐熱的碳化物。
WNT公司是另一個(gè)模具專家，也證實(shí)了在航空發(fā)動(dòng)機(jī)材料上進(jìn)行銑磨具有良好的結(jié)果。例如，該公司的包覆HCN 5235和HCF 5240材料的刀片插入，能夠提供幾何呈遞一個(gè)正前角的材料，這在實(shí)現(xiàn)精度和表面質(zhì)量的加工具有高鉻，鎳或鈦含量材料時(shí)，這是至關(guān)重要的。
在客戶試用的過程，HCN 5235型號(hào)的刀片安裝直徑為80mm的A2700的銑刀面上，并在無冷卻液的條件下切割耐熱X15CrNiSi20-12材料的時(shí)候表現(xiàn)出了很好的效果。在1mm的切割深度，210米/分鐘的表面切割速度，0.15毫米/齒進(jìn)給速率，以及60毫米切割寬度的工況下，加工時(shí)間減少了40％，而刀具壽命增加了50％，切斷長度增加至11.7米。
在沃爾特公司，最近的研發(fā)重點(diǎn)一直是鈦合金銑削。隨著對(duì)27?螺旋角度，具有可調(diào)節(jié)的徑向冷卻液出口設(shè)計(jì)，M3255可以同時(shí)執(zhí)行方肩銑以及全開槽處理。沃爾特公司推薦使用在WSP45S級(jí)的最新的四刃虎技術(shù)。
另一個(gè)即將上市的鈦合金刀片是KCSM30等級(jí)的。配備細(xì)晶粒硬質(zhì)合金基體和氮化鋁鈦PVD涂層，其等級(jí)據(jù)說可以達(dá)到70m米/分鐘的切割速度。這部分要?dú)w功于納金屬獨(dú)有的高溫爆融的屬性，其中的冷卻劑通道通過刀片切削刃進(jìn)行冷卻液輸送。
移動(dòng)到整體硬質(zhì)合金銑刀的高溫合金，山高公司的Jabro 78范圍的材料專門為材料設(shè)計(jì)，如鎳鉻合金等。在它的新穎的設(shè)計(jì)特點(diǎn)是差分間距，這會(huì)導(dǎo)致對(duì)齒輪的影響是不均勻的，從而有助于減少振動(dòng)和顫動(dòng)。
當(dāng)加工的最新航空發(fā)動(dòng)機(jī)的材料時(shí)，任何工具的磨損將增加切割力以及元件表面的加工硬化，這可能導(dǎo)致在操作期間發(fā)生裂解?？紤]到這一點(diǎn)，最近對(duì)硅藻土的關(guān)注點(diǎn)一直在尋找硬質(zhì)合金和微觀或宏觀的幾何形狀的優(yōu)化組合，以及削減策略，以避免震動(dòng)的發(fā)生。
從這項(xiàng)研究得出的最新結(jié)果是刀具銑削程序。作為優(yōu)化棒狀幾何形狀的結(jié)果，斜坡有可能高達(dá)45°的傾斜角，因?yàn)槭?xD的孔深度。該公司指出，對(duì)這些材料鉆孔是困難的，因?yàn)樵谇懈詈鸵龑?dǎo)區(qū)是與孔表面一直接觸。然而銑刀進(jìn)入并在每一轉(zhuǎn)時(shí)與材料分離，因此可以冷卻下來。這是一個(gè)有益的點(diǎn)，一個(gè)為發(fā)動(dòng)機(jī)部件生產(chǎn)商提供真正競爭力的技術(shù)領(lǐng)域的決心指示。
文章來源：aero-mag 由曹楠編譯、整理
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