Thứ Hai, 11 tháng 2, 2019

Phương pháp gia công cắt gọt vật liệu HRSA

Các siêu hợp kim chịu nhiệt và hợp kim titan thuộc nhóm vật liệu đặc biệt, do có các tính chất siêu việt, nhóm hợp kim này cũng đòi hỏi các giải pháp chuyên biệt về dụng cụ gia công cắt gọt tinh vi và các phương pháp đặc biệt nếu muốn đạt được hiệu quả cạnh tranh và kết quả tốt.

Khả năng gia công phôi thành chi tiết được xác định bằng nhiều yếu tố, quyết định các yêu cầu và kết quả của nguyên công cắt gọt kim loại. Nói chung, vật liệu đặc biệt thường có tính gia công cắt tương đối thấp. Chúng được coi là khó gia công cắt, nhưng có thể đạt hiệu quả cao nếu tiếp cận theo cách thức thích hợp.

Hầu hết các vật liệu đặc biệt này được ISO (Tổ chức tiêu chuẩn hóa quốc tế) xếp vào nhóm S: Heat Resistant Super Alloys (HRSA, siêu hợp kim chịu nhiệt hay hợp kim siêu bền) và hợp kim titan. Đối với gia công cắt gọt, nhóm hợp kim này lại được chia thành nhiều nhóm nhỏ, tùy theo thành phần hóa học, trạng thái, và tính chất. Bản hóa học và thành phần hợp kim của vật liệu nhóm S sẽ xác định tính chất vật lý và khả năng gia công cắt của chúng.

Khi gia công, cần phải kiểm soát phoi cắt, do sự phân mảnh của chúng. Nói chung, lực cắt (độ đo trực tiếp về mức độ khó gia công cắt của vật liệu, xác định lực cắt và công suất cần dùng) thường gấp đôi so với thép (nhóm P theo phân loại ISO).

Lý do chính làm cho vật liệu HRSA khó gia công cắt là chúng duy trì độ bền ở nhiệt độ cao. Chúng không bị biến mềm và chảy dẻo như hầu hết các vật liệu khác, ngoài ra, chúng còn bị biến cứng do biến dạng. Do đó, tải cơ học cao và nhiệt sẽ tập trung ở lưỡi cắt.

Các hợp kim trên cơ sở Ni, Fe, và Co, là các phân nhóm của HRSA, được dùng để chế tạo chi tiết máy sử dụng trong công nghiệp hàng không, năng lượng, và y khoa, do có thuộc tính là các tính chất thay đổi không đáng kể khi tăng nhiệt độ đến sát nhiệt độ nóng chảy của chúng. Theo quan điểm gia công cắt gọt, chúng yêu cầu cao hơn về máy công cụ (định vị, kẹp chặt, tính cứng vững…), về chất lượng và dạng hình học của mảnh chắp dao cắt, sử dụng chất làm nguội tối ưu hóa (chủ yếu là thông qua thiết bị áp suất cao), phương pháp gia công và dụng cụ cắt thích hợp.

Phương pháp gia công cắt gọt vật liệu HRSA

Titan dưới dạng vật liệu chế tạo cũng được chia thành các nhóm nhỏ dựa trên tính gia công cắt gọt. Nói chung, tính gia công cắt của chúng được coi là thấp, do đó có các yêu cầu chuyên biệt về dụng cụ cắt và phương pháp gia công.

Do tính dẫn nhiệt thấp và duy trì độ bền ở nhiệt độ cao, thường tạo thành các phoi cắt rất mỏng, có xu hướng tạo ra vùng tiếp xúc hẹp trên mặt thoát phoi, với các lực cắt lớn tập trung gần lưỡi cắt.

Phoi cắt có thể có sự hình thành theo chu kỳ, dẫn đến lực cắt biến thiên, và một số hợp kim mảnh chắp có lượng carbides tương đối cao, làm cho vật liệu này có tính mài mòn rất cao. Tốc độ cắt quá cao có thể dẫn đến tương tác hóa học giữa phoi cắt và vật liệu làm dụng cụ cắt, làm mẻ, mòn nhanh, thậm chí nứt lưỡi cắt. Với các thách thức này, cửa để gia công cắt gọt thành công các vật liệu HRSA và hợp kim Titan trở nên tương đối hẹp

vật liệu titan

Phương pháp gia công cắt gọt vật liệu HRSA
Gia công hợp kim HRSA chủ yếu là các nguyên công tiện, sự thành công chủ yếu thông qua quá trình cân bằng hiệu ứng tổng hợp các yếu tố gia công và vật liệu. Vài gợi ý cơ bản dưới đây có thể đóng góp vào sự thành công:
  • Có chiến lược gia công hợp lý, được lập kế hoạch một cách chi tiết,
  • Thiết lập cách thức tiếp cận dụng cụ cắt gọt một cách tối ưu,
  • Quyết định các quỹ đạo chạy dao và sử dụng giá dao một cách thích hợp.
  • Sử dụng công nghệ mảnh chắp tiên tiến
  • Sử dụng dữ liệu cắt thích hợp nhất từ nguồn tài liệu tương ứng,
  • Sử dụng tính toán chiều dài cắt xoắn để ước tính các đường cắt,
  • Sử dụng chất làm nguội một cách chính xác – áp suất cao thường thích hợp cho nhiều trường hợp cắt gọt.
Cần lập kế hoạch quy trình gia công cắt gọt hợp kim HRSA một cách cẩn thận cùng với các yếu tố có tính quyết định, chẳng hạn xem xét kỹ trạng thái cấu trúc của vật liệu phôi trước khi gia công. Trạng thái đúc, rèn dập nóng, phôi thanh, kiểu nhiệt luyện, hóa già đều ảnh hưởng rõ rệt đến chi tiết do có tính quết định đối với sự lựa chọn dụng cụ cắt và phương pháp gia công.

Các giá trị chất lượng bề mặt và độ cứng của vật liệu đều ảnh hưởng đến tính gia công cắt. Trong chiến lược gia công tiện vật liệu HRSA phải xét đến các yêu cầu về các đặc điểm thiết kể của chi tiết được gia công, cũng như các công đoạn cắt gọt khác nhau.

Phương pháp gia công cắt gọt vật liệu HRSA - 2

Đưa Titan vào gia công
Có thể phay Titan một cách thành công khi tuân theo một số khuyến nghị cơ bản dưới đây:
  • Giới hạn nhiệt độ gia công thông qua giá trị tốc độ cắt
  • Tiếp tục hạ thấp nhiệt độ cắt (và tăng tiềm năng về tốc độ) thông qua sử dụng chất làm nguội hợp lý. Nên sử dụng chất làm nguội áp suất cao với công nghệ đầu phun hiện đại trong dụng cụ cắt. 
  • Sử dụng các lưỡi cắt tương đối sắc để giảm hệ số ma sát.
  • Sử dụng tốc độ ăn dao sao cho có thể tối ưu hóa tốc độ cắt gọt kim loại và số lần cắt, giảm thời gian chạy không trong khi tiến dao vào phôi.
  • Thay lưỡi cắt ngay khi có dấu hiệu mòn dao.
  • Lập trình gia công, giảm thiểu va đập và ứng suất tác dụng lên dao, duy trì dao theo chế độ cắt, tối ưu hóa hiệu suất quy trình cắt.
  • Bảo đảm áp dụng các giá trị được khuyến nghị về chiều dày cực đại của phoi và lượng ăn dao của từng răng.
Ngày nay, có nhiều phương pháp phay để lựa chọn, cho phép tối ưu hoá các tiện ích lập trình. Ngoài ra, đối với phay mặt và phay vai vuông, có nhiều cách để phay biên dạng (profile), hốc, và rãnh.

Các phương pháp, chẳng hạn phay hướng kính, tạo bậc tuyến tính và tròn, phay sâu, phay bóc vỏ, phay với tốc độ ăn dao cao, phay hốc và phay góc đã và đang phát triển mạnh cùng với công nghệ dao mới.

Phương pháp gia công cắt gọt vật liệu HRSA - 3


CÔNG TY TNHH THƯƠNG MẠI GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ HOÀNG UYÊN
  • Phấn đấu là nhà phân phối chuyên nghiệp và uy tín tại thị trường Việt Nam, HUTSCOM luôn luôn nổ lực hết mình cho mục tiêu cao cả này cùng với chất lượng, giải pháp tối ưu và cải tiến liên tục là ưu tiên hàng đầu của chúng tôi, Quý khách vui lòng liên hệ ngay hotline của chúng tôi, nhân viên của chúng tôi sẵn sàng tư vấn nhiệt tình nhất.
  • Giúp khách hàng nâng cao hiệu quả và hiệu suất kinh doanh bằng giải pháp, sản phẩm và dịch vụ thực sự hiệu quả và tin cậy.
  • Hãy trải nghiệm với tư vấn, sản phẩm và dịch vụ của chúng tôi để được đón nhận nhiều hơn nữa những giá trị thật sự mà bạn đang cần
Phòng G7, số 06 Phùng Khắc Khoan, phường ĐaKao, Q1, TP. HCM
Số điện thoại: 0903867467 - Hoặc gửi email đến sales@hutscom.vn

Không có nhận xét nào:

Đăng nhận xét