‌耐熱超合金 (HRSA) の加工するための 10 のヒント

耐熱超合金の加工方法を知る。

耐熱超合金とはどのようなものですか?

耐熱超合金 (HRSA) は、「加工が難しい」合金として知られています。HRSAファミリには、次のサブカテゴリがあります：

ニッケル
鉄と
コバルトベース合金。

‌これらは、高温度環境下での優れた機械的および化学的特性を必要とする用途向けに特別に開発された合金です。従来は、これらの合金の用途は、航空機エンジンや地上設置タービンの高温度領域で適用されます。従来では、これらの材料は、高温特性や耐食性、耐酸化性が求められる化学、医療、鉱山、構造設計などの他の用途にも積極的に導入されてきました。

‌耐熱超合金の加工が難しい理由は何ですか？

材料の特性を改善して「超」特性にするためのあらゆる冶金学的変更は、機械加工従事者にとってさらに困難になります。超合金の切削加工時に認識される典型的な工具損傷状態は、ノーズ R 部の摩耗、刃先のチッピング、および切込み深さ位置の境界摩耗の進行です。超合金の切削加工の困難さは、主に工具寿命の短さと、機械加工された加工品表面仕上げの悪化によって認識されます。その主な理由は次のとおりです：

低熱伝導率 - 超合金は切り屑への切削熱の伝搬を制限し、刃先部で高い切削温度を発生させます。この影響で、刃先が変形する可能性があります。
ひずみ硬化 - ほとんどの超合金は急速に加工硬化し、これは加工中に硬化した表面層が形成されることを意味します。境界摩耗は、主に切削加工中の材料の表面硬化により、切込み深さ部分で発生します。
高温硬度 - 切削加工時などの高温度における超合金の高い機械的強度は、切削関与部分に現れ、結果的に刃先に対して強度の切削力が発生じます。‌これにより、エッジチッピングやエッジ塑性変形が発生する可能性があります。
摩耗性 – HRSA は、その特性を変更するために機械加工前に熱処理されるため、その際に砥粒炭化物が沈殿したり、他の第 2 相の粒子層が形成されることが頻発します。これらの硬質粒子は、急速な刃先摩耗と逃げ面摩耗を誘発します。

HRSA ( Ni 合金) 加工時の 10 のヒント：

‌ひずみ硬化による境界摩耗を最小限に抑えるために、比較的大きな切込み深さでの切削距離を短くするか、常に変化する切込み深さ状態を与えます。
切削圧力と刃先破損を軽減するため、PVD コーティングを備えたポジティブジオメトリを適用します。
発熱を抑制し、刃先温度を低く維持するために、比較的低速な切削速度と高めの送り量での切削条件を適用します。
‌高圧ダイレクトエマルジョンクーラントを供給して、切削温度を制御を強化します。
オイルベースのエマルションクーラントを供給してください。 12 ～ 15 % の希釈レベルは刃先の潤滑を助け、工具寿命を延ばします。
‌このツール特徴により、切削抵抗と切削プロセス中に発生する熱がインサートの広範囲部分に分散され、特定ポイント摩耗が減少し、工具寿命を延ばすため、可能な限り最大のノーズ R 形状を適用してください。
また、丸駒インサートまたはアプローチ角度が最も大きいツールを適用して、切削力を可能な限りの広い領域に分散させます。
バネ状に伸延した切り屑の生成を回避しなければ、ツールが擦れて摩耗が促進し、発熱が増加し、ひずみ硬化の生成につながります。
旧式の工作機械でフライス加工を行う場合は、発熱と工具摩耗を抑制するために、切削幅を工具径の 30% 以下に設定してください。
‌新機能の工作機械で加工する場合は、高度なダイナミックターニングおよびダイナミックミリング加工プロセスを適用して、発熱と工具の摩耗を最小限に抑制できます。

詳細またはヘルプについては、お問い合わせいただくか、航空機産業セグメントソリューションページをご覧ください。

詳細については、David Morrをフォローしてください。

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