CNC apstrāde Hastelloy: griešanas instrumentu materiāli, dzesēšanas šķidruma stratēģija un izmaksu optimizācija

Hastelloynav viens sakausējums -, tas ir niķeļa-hroma-molibdēna-supersakausējumu saime, ko izstrādājusi Haynes International un kas ir slavena ar to, ka tā ir izturīga pret dažām no agresīvākajām korozijas vidēm uz zemes. Visplašāk apstrādātā šķirne ir Hastelloy C-276 (UNS N10276), kuras nominālais sastāvs ir Ni ~ 57%, Mo 15–17%, Cr 14,5–16,5%, W 3–4,5%, Fe 4–7%, ar oglekļa mazāku vai vienādu ar 0,01% un silīciju vai vienāds ar Les0%. Šī kompozīcija - ar augstu darba-cietināšanas elementiem — tieši tāpēc to ir tik grūti apstrādāt un kādēļ standarta nerūsējošā tērauda parametri ātri sabojās jūsu instrumentu.

CNC Machining Hastelloy

Šis raksts ir veidots, lai atbildētu uz trim jautājumiem, ko CNC veikali un iepirkumu inženieri uzdod visbiežāk:

Kurš griezējinstrumenta materiāls un ģeometrija faktiski darbojas uz Hastelloy C-276?
Kāda dzesēšanas šķidruma stratēģija novērš ātru instrumenta nodilumu un sasniedz pieņemamu virsmas integritāti?
Kā jūs optimizējat apstrādes kopējās izmaksas - ne tikai instrumenta izmaksas, bet arī cikla laiku un iestatīšanas izmaksas?

[Avots] Dudley, B. (red.), "Hastelloy C-276 Alloy Technical Data", Haynes International; Apstrādes rokasgrāmata, ASM International, sējums. 16.

Kad griešanas mala pirmo reizi saskaras ar Hastelloy, materiāls zem instrumenta gala plastiski deformējas. Tā kā niķeļa sakausējumiem ir zema siltumvadītspēja (apmēram 11–12 W/m·K istabas temperatūrā, aptuveni 1/3 no tērauda), siltums, kas rodas bīdes zonā, nevar ātri izplūst. Šis karstums apvienojumā ar lielo mehānisko slodzi veicina ātru deformācijas sacietēšanu. Rezultāts ir plāns, ārkārtīgi ciets slānis -, kas dažkārt sasniedz 350–400 HB lokāli - un kas mikroshēma jau ir "iepriekš-sacietējusi", pirms instrumenta mala tai iziet cauri.

Trīs materiāla īpašības apvieno Hastelloy C-276 par vienu no visgrūtāk-apstrādājamajiem komerciālajiem sakausējumiem:

Darba-cietēšanas ātrums: sasniedz ~80% no galīgās cietības 10–15% no kopējās deformācijas
Zema siltumvadītspēja: siltums paliek koncentrēts griešanas malā, nevis izkliedējas skaidā vai sagatavē
Augsta izturība paaugstinātā temperatūrā: saglabā ~70–80% no istabas temperatūras -temperatūras tecēšanas robeža pie 600 grādiem, ierobežojot mīkstināšanas priekšrocības, ko sniedz liela-ātruma griešana

Hastelloy C-276 strādā ar aptuveni 30–50% no 316 L nerūsējošā tērauda ātruma un ģenerē 2–3 reizes vairāk siltuma instrumenta un mikroshēmas saskarnē, padarot to salīdzināmu ar Inconel 718 apstrādi ar grūtībām, bet ar lielāku molibdēna un volframa saturu, kas paātrina nodilumu.

Sakausējums	UTS (MPa)	Cietība (HB)	Apstrādājamības indekss (pret AISI 1117=100)	Key Challenge
AISI 1117 oglekļa tērauds	430–510	126–150	100 (bāzes līmenis)	Standarta - bez īpašām problēmām
316L nerūsējošais tērauds	485–560	160–200	55–65	Mērena darba-rūdīšana
Alloy 825 (N08825)	530–690	180–220	45–55	Darba-cietēšana, augsts Cr/Ni
Alloy 625 (N06625)	690–830	200–240	30–40	Augsta izturība, Ni-Cr-Mo
Inconel 718 (N07718)	965–1275	240–330	15–25	Ļoti augsta izturība, ' izgulsnējas
Hastelloy C-276 (N10276)	690–850	200–250	15–22	Darba-rūdīšana + zema vadītspēja
Hastelloy C-22 (N06022)	690–800	200–240	15–20	Līdzīgi kā C-276; nedaudz vieglāk

Virpošanai un frēzēšanai Hastelloy C-276 ieteicamā instrumentu hierarhija ir šāda: CVD-pārklāts karbīds (Al₂O₃/TiCN/Al₂O₃ daudzslāņu-slānis) Lielāks vai vienāds ar PVD AlTiN pārklājumu karbīdu > Keramikas apdare > Tikai SiAlN. Nepārklāts karbīds nav ieteicams ražošanā.

Cutting Tool Materials What Actually Works

Katrs instrumenta materiāls piedāvā atšķirīgu kompromisu{0}} starp karsto cietību, ķīmisko stabilitāti un izturību pret lūzumiem. Izvēle ir atkarīga no darbības (apstrādāšana salīdzinājumā ar apdari), konkrētās Hastelloy kategorijas un tā, vai veikals par prioritāti piešķir instrumenta kalpošanas laiku, virsmas apdari vai izmaksām.

Instrumenta materiāls	Klase / pārklājums	Cietība (HV)	Maksimālā apkalpošanas temperatūra ( grāds )	Instrumenta kalpošanas laiks	Labākā lietojumprogramma	Relatīvās izmaksas
Nepārklāts karbīds	K10/K20 (smalki graudi)	1,600–1,750	600	⭐ Ļoti slikti	Tikai laboratorijā	1× (bāze)
PVD AlTiN{0}}pārklāts karbīds	PVD AlTiN / AlCrN	2,000–2,400	800–900	⭐⭐⭐ Labi	Vispārējā virpošana un frēzēšana	1.5–2×
CVD Al₂O₃/TiCN daudzslāņu slānis	CVD Al₂O3+TiCN+TiN	2,200–2,600	1,000+	⭐⭐⭐⭐ Lieliski	Ražošanas virpošana; raupjēšana	2–3×
Kermets (pamatojoties uz TiCN{0}})	TiCN + Mo/Ni saistviela	1,800–2,200	800	⭐⭐⭐ Labi	Apdare; zemas padeves likmes	2–2.5×
SiAlN keramika	Si3N4 + Al2O3 (Sialons)	2,400–2,800	1,200+	⭐⭐⭐⭐ Lieliski	Rupja frēzēšana; liels ātrums	4–6×
CBN (kubiskais bora nitrīds)	CBN saturs ir lielāks vai vienāds ar 50%.	4,500–5,000	1,000	⭐⭐⭐⭐⭐ Superior	Apdare (< Ra 0.8)	8–15×
PCD (polikristāliskais dimants)	PCD (lielāks par vai vienāds ar 98% dimanta)	8,000–9,000	600–700	⭐⭐⭐⭐⭐ Superior	Grafīta/SiC kompozīts	10–20×

Kāpēc CVD{0}}pārklāts karbīds ir ražošanas noklusējums

CVD daudzslāņu pārklājuma karbīds (Al₂O₃/TiCN/TiN uz K-klases substrāta) ir visrentablākā izvēle Hastelloy C-276 ražošanas CNC apstrādei, jo ārējais Al₂O₃ slānis nodrošina lielisku plaisu un apakšslāņa stabilitāti augstā temperatūrā. TiN augšējais slānis ir pretrunā ar malu veidošanos.

Al₂O3 pārklājums ir termodinamiski stabils niķeļa klātbūtnē - tas nereaģē ar sagataves materiālu tipiskā griešanas temperatūrā (600–900 grādi). Tas ir ļoti svarīgi: instrumentu nodilums niķeļa sakausējuma apstrādē galvenokārt ir ķīmisks, nevis tikai mehānisks nobrāzums. TiCN starpslānis nodrošina substrāta izturību pret termisko plaisāšanu pārtrauktu griezumu (frēzēšanas) laikā.

[Avots] Abele, E. et al., "Coated Tools for Dry Machining of Nickel -based Alloys", CIRP Annals — Manufacturing Technology, 2015. gads.

Pamatnei izmantojiet smalku{0}}graudu karbīdu (graudu izmērs ir mazāks par vai vienāds ar 1 μm) ar kobalta saturu 6–10%. Mazāks kobalta saturs (6%) nodrošina lielāku cietību un nodilumizturību; 10% kobalts nodrošina labāku izturību pārtrauktiem griezumiem. Izvēlieties, pamatojoties uz darbības veidu:

Fokusēts uz stingrību- (pārtraukti griezumi, dziļa kabatas ievietošana): 8–10% Co, K- klase (KC9140 ekvivalents)

Cietība{0}}fokusēta (nepārtraukta virpošana, plānas sienas): 6% Co, smalki{2}}graudaini (KC5010 ekvivalents)

PVD AlTiN: kad un kāpēc to izmantot

Ar PVD AlTiN-pārklājumu karbīdam priekšroka tiek dota, nevis CVD plānām-sienu detaļām, maza-diametra instrumentiem (gala frēzēm < Ø12 mm) un apstrādei, kur sagataves stingrība ir ierobežota, jo PVD pārklājumi rada plānāku, stingrāku pārklājumu bez stiepes atlikušās malu šķembu spriedzes uz smalkiem instrumentiem.

PVD AlTiN pārklājumi (uzklāti 400–500 grādu leņķī, daudz zem CVD 900–1000 grādiem) saglabā pamatnes sākotnējo stingrību. AlTiN pārklājums griešanas laikā veido blīvu Al₂O₃+TiN slāņainu struktūru, nodrošinot griešanas izturību līdz aptuveni 900 grādiem instrumenta grābekļa virsmā.

Īpašs ieteikums: lai Hastelloy C-276 griežot ar griešanas ātrumu 30–60 m/min, izmantojiet PVD AlTiN ieliktni ar asu griešanas malu (apstrādei slīpēšanas rādiuss 0,02–0,03 mm, rupjai apstrādei – 0,03–0,05 mm). NAV ieteicama smagāka slīpēšana (T-zeme), - tas spiež materiālu, nevis to griež, ievērojami palielinot darba sacietēšanu.

Keramika un CBN: kad darbs attaisno izmaksas

SiAlN keramikas ieliktņi ir ieteicami ātrdarbīgai Hastelloy C-276 neapstrādātai{0}}frēzēšanai (griešanas ātrums 150–300 m/min), kur cikla laiks ir kritisks un instrumenta krājumu izmaksas var attaisnot ar 5–8 reizes ilgāku instrumenta kalpošanas laiku, salīdzinot ar karbīdu. CBN ir rezervēts tikai apdares operācijām, kur nepieciešams Ra < 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 apgr./min maziem ieliktņiem) un applūst dzesēšanas šķidrumu, lai novērstu termiskā trieciena plaisāšanu. Niķeļa sakausējumiem priekšroka tiek dota SiAlN, nevis Al2O3, jo tā termiskās izplešanās koeficients (≈ 5,5 × 10⁻⁶/grāds) ir tuvāks tēraudam, samazinot termiskā gradienta spriegumu griešanas malā dzesēšanas šķidruma uzklāšanas laikā.

[Avots] Ezugwu, EO & Bonney, J., "Augsta -spiediena dzesēšanas šķidruma ietekme uz instrumenta kalpošanas laiku, griežot Ni- balstītu Inconel 718", ASME Journal of Manufacturing Science and Engineering, 2004.

CBN (kubiskā bora nitrīdam) ir visaugstākā karstā cietība no jebkura komerciāla instrumenta materiāla, taču to reti izmanto Hastelloy rupjā apstrādei, jo tas ir trausls pārtrauktu griezumu lielās mehāniskās iedarbības rezultātā. Tās pielietojums ir ierobežots ar:

Pabeidziet urbto caurumu un iekšējo diametru virpošanu, kur virsmas apdare ir kritiska
Vārstu ligzdu un sūkņa komponentu nepārtraukta griezuma apdare (Ra mazāks vai vienāds ar 0,4 μm)
Ātrgaitas{0}}Hastelloy vītne, kur karbīds nevar uzturēt ģeometriju

Ievietošanas ģeometrija un malu sagatavošana

Hastelloy C-276 ieteicamās ieliktņa ģeometrijas ir šādas: tīrītāja ģeometrija apdarei (liels slīpuma leņķis, paplašināta zeme), standarta negatīvais grābeklis (CNMG/CNGA) vispārējai virpošanai un lodīšu-priekšgala vai stūra{5}}rādiusa gala frēzes 3D profilēšanai. Griešanas malai vienmēr jābūt asai - blāva mala uzreiz izraisa pārmērīgu sacietēšanu un ātru krātera nodilumu.

Darbība	Ievietojiet ISO kodu	Ģeometrija	Slīpēšanas rādiuss (mm)	Grābekļa leņķis	Pieteikums
Rupja pagriešana	CNMG 120408 / CNMG 160612	Negatīvs grābeklis, spēcīga mala	0.03–0.05	-6 līdz -8 grādiem	Smagas masas noņemšana, OD virpošana
Pabeigt griešanos	DNMG 150604 / VNMG 160404	Stikla tīrītājs / pozitīvs grābeklis	0.02–0.03	+5 grāds līdz +12 grāds	Virsmas apdare Ra Mazāka vai vienāda ar 1,6 μm
Pārtraukta griešana / profilēšana	CNMG / SNMG	T-pastiprināta zeme	0.04–0.06	-6 grādiem līdz -10 grādiem	Rievas, spraugas, pleci
Gala frēzēšana (neapstrādāta)	APKT 1604/SEKT 1204	Spēcīgs stūra rādiuss	0.03–0.05	-8 līdz -12 grādiem	Sānu frēzēšana, kabatas
Gala frēzēšana (apdare)	Bumbiņas -deguns Ø6–Ø20	Asa griešanas mala	0.015–0.02	+10 grāds līdz +15 grāds	3D profilēšana, die dobumi
Vītņošana	16ER/22ER (ISO metrika)	Asas precizitātes malas	0.01–0.02	0 grādi līdz +5 grāds	Ārējie pavedieni, API kārtas

Hastelloy C-276 CNC virpošanai izmantojiet griešanas ātrumu 30–60 m/min (karbīds) vai 80–150 m/min (SiAlN keramika), padevi 0,1–0,25 mm/apg. rupjai apstrādei un 0,05–0,12 mm/apgr., griešanas dziļumu 1–4 mm. (apstrādāšana) vai 0,25–1,0 mm (apdare). Nekad neļaujiet instrumentam ievilkties — nepārtraukta griešana ir būtiska.

Darbība	Instrumenta materiāls	Griešanas ātrums (Vc)	Padeves ātrums (fn)	Griešanas dziļums (ap)	Dzesēšanas šķidrums	Paredzamais instrumenta kalpošanas laiks	Tipiska Ra apdare
Rupja pagriešana	CVD Al₂O3 karbīds	30–50 m/min	0,18–0,25 mm/apgr	2,0–4,0 mm	Plūdi, augsts{0}}spiediens	15-30 min griešanas laiks	Ra 3,2–6,3 μm
Pus{0}}finišs	PVD AlTiN karbīds	40–65 m/min	0,10–0,18 mm/apgr	0,75–2,0 mm	Plūdi, 10–15 bāri	20-45 min griešanas laiks	Ra 1,6–3,2 μm
Pabeigt griešanos	PVD AlTiN / Kermets	50–80 m/min	0,05–0,12 mm/apgr	0,25–0,75 mm	Plūdi, tīri	30-60 min griešanas laiks	Ra 0,8–1,6 μm
Rough Boring	CVD karbīds	25–40 m/min	0,08–0,15 mm/apgr	0,5–1,5 mm	Plūdi, izmantojot-rīku	15-25 min griešanas laiks	Ra 1,6–3,2 μm
Pabeidziet garlaicību	CBN vai PVD AlTiN	35–70 m/min	0,04–0,08 mm/apgr	0,1–0,5 mm	Plūdi, zems spiediens	30-90 min griešanas laiks	Ra Mazāks vai vienāds ar 0,8 μm
Vītņošana (ārēja)	PVD AlTiN / UN-mētelis	20–35 m/min (efektīvs)	pēc piķa	0,05–0,10 mm/piegāde	Plūdi	5–15 piespēles/malā	Ra 1,6–3,2 μm
Atdalīšana / rievošana	PVD AlTiN šaurs	20–30 m/min	0,03–0,06 mm/apgr	Asmens platums 2–4 mm	Plūdi, augsts{0}}spiediens	10-20 min griešanas laiks	Ra 3,2–6,3 μm

Ieteicamie parametri frēzēšanai Hastelloy C276

Hastelloy C-276 CNC frēzēšanai izmantojiet griešanas ātrumu 35–60 m/min (karbīda gala frēzēšana) vai 120–250 m/min (SiAlN keramikas lodīšu{13}}galva), griešanas aksiālo dziļumu (ae) 0,3–1,5 mm, un radiālā. zobs (fz) 0,03–0,08 mm/zobs. Jāizvairās no pilnīgas rievošanas – izmantojiet kāpšanas frēzēšanu ar radiālo saķeri, kas ir mazāks par vai vienāds ar 50% no frēzes diametra.

Darbība	Rīks	Instrumenta materiāls	Griešanas ātrums (Vc)	Barība uz vienu zobu (fz)	Ae (radiālais DOC)	Ap (aksiālais DOC)	Dzesēšanas šķidrums	Piezīmes
Neapstrādāta kabatas frēzēšana	Ø12–Ø20 gala dzirnavas	PVD AlTiN karbīds	35–50 m/min	0,05–0,08 mm/z	1,5–3,0 mm	Līdz 20 mm	Plūdi 10-15 bar	Rievojums nav ieteicams
Neapstrādāta sānu frēzēšana	Ø16–Ø25 gala dzirnavas	CVD Al₂O3 karbīds	40–60 m/min	0,06–0,10 mm/z	3-10 mm	5-20 mm	Plūdu augsts spiediens	Vēlama kāpšanas frēzēšana
Daļēji-pabeigt 3D	Bumbiņas{0}}deguns Ø10–Ø20	PVD AlTiN karbīds	45–70 m/min	0,04–0,08 mm/z	0,5–2,0 mm	3-10 mm	Plūdi	Pastāvīga iesaistīšanās
Pabeidziet 3D profilēšanu	Bumbiņas -deguns Ø6–Ø12	PVD AlTiN / CBN	50–90 m/min	0,02–0,05 mm/z	0,2–0,8 mm	1-4 mm	Plūdu zems spiediens	CBN Ra Mazāks vai vienāds ar 0,8 μm
Liela{0}}ātruma apgriešana	Ø20–Ø50 sejas frēze	SiAlN keramika	120–200 m/min	0,06–0,12 mm/z	2-6 mm	5-15 mm	Plūdi + gaisa sprādziens	Nepieciešama stingra iestatīšana
Profilu frēzēšana	Ø6 Gala frēze	PVD AlTiN karbīds	30–45 m/min	0,03–0,06 mm/z	0,5–2,0 mm	2-8 mm	Plūdi	Mazie instrumenti: mazāks ātrums

Dominējošais nodiluma mehānisms mainās līdz ar griešanas ātrumu:

Vc < 40 m/min: galvenokārt abrazīvs nodilums un malu šķembas no cietajiem sekundārajiem karbīdiem Hastelloy
Vc=40–60 m/min: līdzsvarots abrazīvs + ķīmiskais nodilums - optimāls karbīda logs
Vc > 80 m/min: termiskā plaisāšana perpendikulāri griešanas malai + ātrs difūzijas nodilums
Vc > 150 m/min (keramika): termomehāniskajam nogurumam - ir nepieciešams īpaši SiAlN, nevis Al₂O₃

Praktiskā nozīme: veikali, kas cenšas "ātri darboties" vietnē Hastelloy, faktiski tērē vairāk naudas, jo maina ieliktņus ik pēc 5–10 minūtēm.

Izmaksu{0}}optimālā pieeja ir konservatīvs ātrums (40–55 m/min) ar maksimālu stabilu padeves ātrumu, izmantojot dzesēšanas šķidrumu, kas nodrošina nepārtrauktu griešanu bez termiskiem bojājumiem.

Hastelloy C-276 sausā apstrāde nav dzīvotspējīga ražošanas vidēs - instrumenta kalpošanas laiks samazinās par 60–80%, salīdzinot ar plūdu dzesēšanu, un virsmas integritāte (atlikušais spriegums, baltā slāņa veidošanās) ievērojami pasliktinās. Minimālā pieņemamā stratēģija ir augsta spiediena dzesēšana pie 10–15 bar ar plūsmas ātrumu, kas ir lielāks vai vienāds ar 10 l/min caur 2–3 mm sprauslas atveri, kas vērsta uz instrumenta mikroshēmas saskarni.

Dzesēšanas funkcija niķeļa sakausējuma apstrādē ir saistīta ne tikai ar temperatūru -, bet arī par sagataves atomu difūzijas novēršanu instrumenta pārklājumā. Instrumenta -mikroshēmas saskarnes galējā spiedienā un temperatūrā Hastelloy niķelis un kobalts var difundēt karbīda substrātā, veidojot intermetāliskus savienojumus, kas paātrina krātera nodilumu. Nepārtraukta dzesēšanas šķidruma plūsma izskalo šo reakcijas zonu un novērš šo difūziju.

[Avots] 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. gads.

Dzesēšanas šķidruma veids: daļēji{0}}sintētiskais pret tīro eļļu pret MQL

Hastelloy C-276 CNC apstrādei nozares standarta ieteikums ir 5–8% daļēji-sintētiska (šķīstoša eļļa) emulsija ar pH 9,0–9,5. Tīras (taisnas) eļļas var pagarināt instrumenta kalpošanas laiku par 20–30%, bet rada higiēnas un ugunsbīstamību. MQL (minimālā daudzuma eļļošana) ar eļļas plūsmas ātrumu 50–100 ml/h ir piemērota urbšanai un vītņošanai, bet ne vispārējai Hastelloy virpošanai un frēzēšanai.

Dzesēšanas šķidruma tips	Sastāvs	Plūsmas ātrums	Instrumenta mūža ietekme	Virsmas apdare	Higiēna/drošība	Izmaksas	Labākais priekš
Sauss (bez dzesēšanas šķidruma)	Nav	N/A	-60–80% pret plūdiem	Nabaga; balts slānis	Labi (bez ekspozīcijas)	Minimāli	Tikai laboratorijas tests -, nevis ražošana
5–8% daļēji-sintētiska emulsija	Minerāleļļa + ūdens + piedevas	8–15 l/min (plūdi)	Bāzes līmenis=100%	Labi (Ra 1,6–3,2)	Mērens (nepieciešams biocīds)	Zems-vidējs	Vispārējā virpošana un frēzēšana
Tīra (taisna) griešanas eļļa	100% naftas/augu eļļa	5–10 l/min	+20–30% salīdzinājumā ar emulsiju	Lieliski (Ra 0,8–1,6)	Ugunsbīstamība; dermatīta risks	Augsts	Dziļu{0}}urbumu urbšana; pieskaroties
Augsta spiediena (10–20 bar) emulsija	Tas pats, kas daļēji{0}}sintētiskais; piegādāts ar spiedienu	10–20 l/min	+30–50% salīdzinājumā ar standarta plūdiem	Ļoti labi	Mērens	Vidēja	Iekšējais dzesēšanas šķidrums caur instrumentiem; garlaicīgi
MQL - Augu eļļa 50–100 ml/h	Rapšu / rapšu eļļa + gaiss	50-100 ml/h eļļa	-15–25% pret plūdiem	Labi	Labi (maza migla)	Zems	Urbšana < Ø20mm; vītņošana
Kriogēns (LN₂/CO₂)	Šķidrais slāpeklis vai CO₂ sniegs	0,5–2 l/min LN₂	+40–80% salīdzinājumā ar plūdiem	Ļoti labi	Nepieciešama īpaša apstrāde	Ļoti augsts	Augstas{0}}vērtības kosmosa sastāvdaļas

Daļēji -sintētiskās emulsijas ar ekstrēma spiediena (EP) piedevām, kas satur sēru esterus vai hlorētus parafīnus, nodrošina vislabāko veiktspēju, jo EP piedevas instrumenta -mikroshēmas saskarnē veido robežslāni, samazinot berzi un novēršot sagataves materiāla piemetināšanu instrumenta grābekļa virsmai.

Dzesēšanas šķidruma lietošanas tehnika: kur un kā virzīt straumi

Virziet dzesēšanas šķidruma plūsmu uz instrumenta-mikroshēmas saskarni -, nevis uz instrumenta-sagataves saskares punktu - ar sprauslas leņķi 15–30 grādi no griešanas malas plaknes. Caur-instrumentu dzesēšanas šķidrums (iekšējie dzesēšanas kanāli) ir obligāts urbšanas un urbšanas operācijām, un nodrošina par 30–50% ilgāku instrumenta kalpošanas laiku, salīdzinot ar ārējo applūšanu.

Griešanas zona Hastelloy apstrādē sasniedz 700–1000 grādu instrumenta galā pat ar dzesēšanas šķidruma pārplūdi. Dzesēšanas šķidrumam ir jāsasniedz šī zona pietiekami ātri, lai uzturētu pārklājumu zem ~850 grādiem, kur Al₂O3 saglabājas termodinamiski stabils. Tas prasa:

Sprauslas diametrs: 2–3 mm applūšanai; 0,8–1,2 mm augstam-spiedienam caur-instrumenta dzesēšanas šķidrumu
Spiediens: vismaz 10 bāri caurejošajam-instrumentam; 5–8 bāri applūšanai
Temperatūra: 15–25 grādi (vēss dzesēšanas šķidrums nodrošina labāku siltuma noņemšanu; pārāk auksts izraisa termisko šoku)
pH uzraudzība: saglabājiet 9,0–9,5 daļēji{2}}sintētikai, lai novērstu baktēriju augšanu un ādas kairinājumu

MQL (minimālā daudzuma eļļošana) var aizstāt pārplūdes dzesēšanas šķidrumu urbšanai, vītņošanai un īstermiņa{0}}apstrādes operācijām ar Hastelloy C-276, taču nav ieteicama virpošanas vai frēzēšanas operācijām, kurās griešanas laiks pārsniedz 10 minūtes, jo MQL siltuma noņemšanas jauda nav pietiekama, lai novērstu karbīda augstās temperatūras radītos siltuma bojājumus.

MQL for Hastelloy

Pētījuma konsenss (CIRP, ASME un SAE tehniskie dokumenti, 2014–2023) konsekventi parāda, ka MQL pie 70–100 ml/h sasniedz aptuveni 70–80% no instrumenta kalpošanas laika, kas iegūts ar parasto dzesēšanu ar plūdiem niķeļa sakausējuma apstrādē, padarot to par dzīvotspējīgu iespēju samazināt instrumentu iznīcināšanas izmaksas un maksimāli samazināt darba mūža izmaksas.

[Avots] Khan, SA et al., "MQL Machining of Nickel{3}}based Superloys: A Critical Review", Journal of Manufacturing Processes, Elsevier, 2021.

Ja izmantojat MQL Hastelloy, izmantojiet augu eļļas ar augstu{0}}oleīnskābes saturu (rapšu vai saulespuķu), nevis minerāleļļas, jo augu eļļās esošās polārās molekulas efektīvāk adsorbējas uz aktīvās niķeļa virsmas, samazinot-augšmalu. Izvairieties no sintētiskiem esteriem temperatūrā > 300 grādi pie griešanas malas - tie termiski sadalās un atstāj oglekli saturošus atlikumus.

Pieci galvenie instrumenta nodiluma režīmi Hastelloy C-276 apstrādē biežuma secībā ir šādi: sānu nodilums (visbiežāk), iebūvēta-mala (BUE), krātera nodilums, iecirtuma nodilums--griešanas līnijas dziļumā un termiskā plaisāšana. Katram no tiem ir savs pamatcēlonis — to pareizi identificējot, tiek norādīts, kurš parametrs ir jāpielāgo, nevis akli jāmaina instrumenta materiāls.

Valkāšanas režīms	Izskats	Primārais cēlonis	Parametru pielāgošana	Sekundārais cēlonis
Sānu nodilums (VB)	Vienveidīgs nodilums nokrīt uz grābekļa virsmas	Abrazīvie cietie karbīdi (Mo/W borīdi)	Samaziniet griešanas ātrumu par 10-15%	Pārklājuma bojājums augstā temperatūrā
Built{0}}Up Edge (BUE)	Uz malas sagataves materiāla kunkuļi	Ni/Cr metināšana pie instrumenta virsmas	Palieliniet slīpuma leņķi vai izmantojiet asāku malu	Zems griešanas ātrums + nepietiekams dzesēšanas šķidrums
Crater Wear	Depresija uz grābekļa sejas	Ķīmiskā difūzija; augstas temperatūras šķīdināšana	Pāriet uz Al₂O3 pārklājumu (stabilāks)	Pārmērīgs griešanas ātrums
Notch Wear	Dziļa rieva pie DOC līnijas	Sagataves virsmas cietības izmaiņas	Samazināt DOC; izmantojiet stiprāku malu sagatavošanu	Termomehāniskā riteņbraukšana
Termiskā krekinga	Plaisas perpendikulāri griešanas malai	Termiskais trieciens no neregulāra dzesēšanas šķidruma	Samaziniet dzesēšanas šķidruma spiedienu; pirms-silts	CVD pārklājuma stiepes spriegums
Malu šķeldošana	Nelieli lūzumi uz griešanas malas	Trieciena slodze; pārtraukts griezums; nolietota maliņa	Samazināt padeves ātrumu; pārbaudiet instrumenta pārkari	Pārmērīgs slīpēšanas rādiuss

Virsmas integritāte

Hastelloy C-276 apstrādātajām virsmām var veidoties "balts slānis" (ciets, trausls, pārkristalizēts slānis 2–20 μm biezs) un stiepes atlikušais spriegums (200–500 MPa), ja griešanas parametri ir nepareizi – pat tad, ja instruments izskatās pieņemams. Abi samazina noguruma kalpošanas laiku par 30–60%, kas ir ļoti svarīgi kosmosa un spiedtvertņu lietojumiem. Norādiet virsmas integritātes prasības zīmēšanas piezīmēs un pārbaudiet ar virsmas raupjuma (Ra) un cietības traversa mērījumiem.

Baltā slāņa veidošanos nosaka trīs faktori:

Excessive cutting temperature (>700 grādu virspusē) -, ko izraisa liels griešanas ātrums vai nepietiekams dzesēšanas šķidrums
Termomehāniskā slodze pazemes virsmā -, ko izraisa liela padeve ar nepietiekamu griezuma dziļumu
Saglabātā austenīta transformācija - Hastelloy FCC kristāla struktūra smagas plastiskas deformācijas ietekmē daļēji pārvēršas cietākā fāzē
Lai samazinātu baltā slāņa veidošanos Hastelloy C-276 komponentos:
Izmantojiet mazāko griešanas ātrumu, kas ir saderīgs ar pieņemamo cikla laiku (Vc=35–50 m/min)
Nepārtraukti uzklājiet dzesēšanas šķidrumu, - nekad nepārtrauciet dzesēšanas šķidrumu darbības laikā-
Saglabājiet nemainīgu griezuma dziļumu; izvairieties no "gaisa griešanas", instrumentam ieejot/izkāpjot
Noguruma-kritiskiem lietojumiem: norādiet pēc-apstrādes spriedzes samazināšanu 600–650 grādos 1–2 stundas.

No izplatītākajām Hastelloy kategorijām mehāniskā apstrāde svārstās no: Hastelloy C-22 (N06022) ≈ Hastelloy C-276 (N10276) kā visgrūtākā, līdz Hastelloy C-2000 (N06200) un B-2 (N10665) un Hastelloy0 (N10665)0, kā nedaudz vieglāk mehāniski apstrādājams (tuvojas Inconel 625). Atšķirības galvenokārt nosaka molibdēna un volframa saturs, kas tieši kontrolē sacietēšanas ātrumu un abrazīvo nodilumu.

Hastelloy pakāpe	UNS numurs	Primārie sakausējuma elementi	Apstrādājamības vērtējums (1=vieglākais, 5=grūtākais)	Galvenās apstrādes piezīmes
Hastelloy B-2	N10665	Ni–Mo (Mo 26–30%, Fe mazāks vai vienāds ar 2%)	⭐⭐ (vidēji)	Zems Cr nozīmē mazāk darba{0}}cietēšanas; vieglāk nekā C-276; izvairīties no HCl
Hastelloy B-3	N10675	Ni–Mo (Mo 28–32%, bez Nb/Ta)	⭐⭐ (vidēji)	Uzlabota termiskā stabilitāte salīdzinājumā ar B-2; līdzīga mehāniskā apstrāde
Hastelloy C-22	N06022	Ni–Cr–Mo–W (Cr 20–22%, W 2–4%)	⭐⭐⭐⭐ (ļoti grūti)	Nedaudz vieglāk nekā C-276 zemāka Mo dēļ; W palielina nodilumizturību
Hastelloy C-276	N10276	Ni–Cr–Mo–W (Mo 15–17%, W 3–4,5%)	⭐⭐⭐⭐ (ļoti grūti)	Nozares standarts; visvairāk dokumentēti apstrādes dati; izmantojiet visus C-276 parametrus
Hastelloy C-2000	N06200	Ni–Cr–Mo–Cu (Mo 15–17%, Cu 1,6%)	⭐⭐⭐ (grūti)	Vara pievienošana nedaudz samazina abrazīvo nodilumu; vislabākais ķīmisko rūpnīcu apkalpošanai
Hastelloy G-30	N06030	Ni–Cr–Mo–Cu (Cr >30%, Cu 1,8%)	⭐⭐⭐ (grūti)	Augsts Cr nodrošina korozijas priekšrocības; apstrādājamība ir līdzīga C-2000
Hastellojs X	N06002	Ni–Cr–Fe–Mo (Cr 20–22%, Fe 17–20%)	⭐⭐ (vidēji)	Visvairāk mehāniski apstrādājams Hastelloy; bieži apstrādāts ar ātrumu 50–70 m/min; līdzīgi kā Inconel 625
Hastellojs N	N10003	Ni–Mo–Cr (Mo 7%, Cr 7%, Al 5%)	⭐⭐⭐ (grūti)	Izstrādāts kodolenerģijai; retāk sastopams; apstrādājamība ir līdzīga C-276

Jinie Technology (Jiangsu) Co., Ltd. (JN Alloy) ir specializēts niķeļa sakausējumu, superaustenīta nerūsējošā tērauda un īpašu pret koroziju izturīgu {{2}sakausējumu, tostarp visas Hastelloy saimes, ražotājs un pasaules mēroga piegādātājs. Mēs piegādājam Hastelloy C-276 (UNS N10276), Hastelloy C-22 (N06022), Hastelloy B-2 (N10665) un Hastelloy X (N06002) visās komerciālo produktu formās, ar pilnu izsekojamību un Mill Test Reports (EN 10204 3.1) katram pasūtījumam.

Plāksne, loksne un sloksne - ASTM B575/ASME SB-575 sertificēts
Stienis un stienis - ASTM B574/ASME SB-574 sertificēts
Caurules un caurules (bezšuvju un metinātas) - ASTM B622/B619/ASME SB-622 sertificēts
Kalumi un veidgabali - ASTM B564/B366/ASME SB-564 sertificēts
Pēc pasūtījuma izgatavotas sastāvdaļas - Atloki, cauruļu veidgabali, pielāgoti kolektori

Mēs sadarbojamies ar inženieru firmām, EPC darbuzņēmējiem un ražošanas veikaliem visā pasaulē, lai piegādātu materiālus ķīmiskai pārstrādei, naftai un gāzei, farmācijai, atsāļošanai un piesārņojuma kontroles lietojumiem. Mūsu materiālzinātņu komanda sniedz tehniskas konsultācijas, lai atbalstītu optimālu materiālu izvēli jūsu konkrētajai korozīvai videi.

Market@jnalloy.com|www.jnalloy.com|Jinie Technology (Jiangsu) Co., Ltd.|Apkalpo 40+ valstis visā pasaulē