การใช้เครื่องมือตัดกับโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง

การใช้เครื่องมือตัดกับโลหะผสมที่มีความแข็งแรงสูง

การประมวลผลด้านการบินและอวกาศก็เปลี่ยนแปลงอย่างรวดเร็วเช่นกัน ตัวอย่างเช่น ซูเปอร์อัลลอยที่มีนิกเกิล เช่น Rene88 ซึ่งคนส่วนใหญ่ไม่เคยได้ยินมาก่อนเมื่อไม่กี่ปีที่ผ่านมา ปัจจุบันคิดเป็น 10-25% ของโลหะทั้งหมดที่ใช้ในการผลิตเครื่องยนต์อากาศยาน มีเหตุผลด้านประสิทธิภาพและทางธุรกิจที่ดีสำหรับสิ่งนี้ ตัวอย่างเช่น โลหะผสมความร้อนเหล่านี้สามารถเพิ่มอายุการใช้งานของเครื่องยนต์และทำให้เครื่องยนต์ขนาดเล็กทำงานบนเครื่องบินขนาดใหญ่ได้ ซึ่งจะเพิ่มประสิทธิภาพการเผาไหม้และลดต้นทุนการดำเนินงาน วัสดุที่แข็งแรงเหล่านี้ยังแสดงถึงต้นทุนของเครื่องมือด้วย การต้านทานความร้อนส่งผลให้ปลายเครื่องมือมีอุณหภูมิสูงขึ้น ซึ่งจะทำให้อายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลง ในทำนองเดียวกัน อนุภาคคาร์ไบด์ในโลหะผสมเหล่านี้จะเพิ่มแรงเสียดทานอย่างมาก ส่งผลให้อายุการใช้งานของเครื่องมือสั้นลง

จากการเปลี่ยนแปลงในสภาวะเหล่านี้ วัสดุซีเมนต์คาร์ไบด์ C-2 ซึ่งเคยสามารถแปรรูปโลหะผสมไทเทเนียมและโลหะผสมที่มีนิกเกิลเป็นส่วนใหญ่ได้อย่างน่าพอใจ ต้องเผชิญกับการบดอัดอย่างรุนแรงที่คมตัดและเส้นความลึกของการตัดที่รุนแรงเมื่อนำไปใช้กับปัจจุบัน โลหะผสม ร่องสึกหรอ อย่างไรก็ตาม ซีเมนต์คาร์ไบด์เนื้อละเอียดล่าสุดสามารถแปรรูปโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงได้อย่างมีประสิทธิภาพ และอายุการใช้งานของเครื่องมือก็ดีขึ้น และที่สำคัญกว่านั้นคือความน่าเชื่อถือในการใช้งานโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง

ซีเมนต์คาร์ไบด์เม็ดละเอียดมีกำลังรับแรงอัดและความแข็งสูงกว่าวัสดุซีเมนต์คาร์ไบด์แบบดั้งเดิม แต่จะเพิ่มต้นทุนเล็กน้อยในแง่ของความเหนียว ผลลัพธ์ก็คือมีประสิทธิภาพมากกว่าซีเมนต์คาร์ไบด์แบบดั้งเดิมในการต้านทานโหมดความล้มเหลวทั่วไปในการประมวลผลโลหะผสมที่อุณหภูมิสูง

การเคลือบ PVD (Physical Vapour Deposition) ได้รับการพิสูจน์แล้วว่ามีประสิทธิภาพในการแปรรูปโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูง การเคลือบผิว PVD TiN (ไทเทเนียมไนไตรด์) เป็นผลิตภัณฑ์แรกที่มีการใช้และยังคงได้รับความนิยมมากที่สุด เมื่อเร็วๆ นี้ การเคลือบ TiAlN (ไทเทเนียมอะลูมิเนียมไนไตรด์) และ TiCN (ไทเทเนียมคาร์บอนไนไตรด์) ก็สามารถใช้ได้เช่นกัน ในอดีต ช่วงการใช้งานของการเคลือบ TiAlN มีจำกัดมากกว่า TiN แต่เมื่อความเร็วตัดเพิ่มขึ้น ก็เป็นทางเลือกที่ดี โดยเพิ่มความสามารถในการผลิตได้สูงสุดถึง 40% ในการใช้งานเหล่านั้น ในทางกลับกัน ขึ้นอยู่กับสภาพพื้นผิวของการเคลือบผิว TiAlN ที่ความเร็วตัดต่ำอาจทำให้เกิดการเกาะตัวของขอบ การบิ่น และการสึกหรอของร่องตามมา

เมื่อเร็วๆ นี้ วัสดุสำหรับการใช้งานซูเปอร์อัลลอยด์ได้รับการพัฒนา และการเคลือบเหล่านี้ประกอบด้วยหลายชั้น การทดสอบในห้องปฏิบัติการและภาคสนามอย่างกว้างขวางได้แสดงให้เห็นว่าการผสมผสานนี้มีประสิทธิภาพในการใช้งานที่หลากหลาย เมื่อเทียบกับการเคลือบเดี่ยวอื่นๆ ดังนั้นการเคลือบคอมโพสิต PVD สำหรับการใช้งานโลหะผสมที่มีอุณหภูมิสูงอาจกลายเป็นจุดสนใจอย่างต่อเนื่องของการวิจัยและพัฒนาวัสดุซีเมนต์คาร์ไบด์ใหม่ เมื่อใช้ร่วมกับการเคลือบ MTCVD และเซรามิกเคลือบ คาดว่าสิ่งเหล่านี้จะกลายเป็นแรงกระแทกหลักสำหรับการประมวลผลวัสดุชิ้นงานใหม่และตัดเฉือนยากยิ่งขึ้นที่กำลังได้รับการพัฒนาอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น