Hogyan lehet elkerülni az alkatrészek felületének sérülését a támasztási folyamat során?

一, A folyamat lehetséges károsodási mechanizmusának biztonsági mentése
1. Mechanikai feszültség okozta sérülés
Horpadások és karcolások: Amikor a tipikus csiszolókorongok vagy drótkefék eltávolítják a támasztékokat, a kemény részecskék karcolásokat hagyhatnak az alkatrészek felületén, különösen az olyan kényes anyagokon, mint a titánötvözetek és a kobalt-krómötvözetek.

Alakváltozás és repedés: Marás vagy esztergálás során feszültség keletkezhet azon a ponton, ahol a támasz találkozik az alkatrészsel. Ez helyi deformációkat és akár mikrorepedéseket is okozhat, például vékony falú vagy konzolos gerendákkal rendelkező területeken.
2. Problémák a hővel{1}}affektált zónában (HAZ)
Vágás lézerrel: Vágástámaszkor a nagy{0}}energiájú lézersugarak bizonyos területeken túlságosan felforrósíthatják az alkatrészeket. Ez a felület oxidációjához, a keménység megváltozásához vagy a szemcsék eldurvulásához vezethet (mint az Inconel 718 magas hőmérsékletű{3}}ötvözet esetében).
Elektromos kisülési megmunkálás (EDM): A kisülés nagyon magas hőmérsékletet (akár 8000-12000 fokot) hoz létre, amely újraolvaszthatja a felületi réteget és növelheti a maradék feszültséget.
3. A kémiai szennyezés lehetősége
Maró hatású anyag: Ha kémiai maratást alkalmaznak a hordozó eltávolítására, az oldat koncentrációjának nem megfelelő szabályozása az alkatrész felületének egyenletes korrodálódását vagy gödrök kialakulását okozhatja (mint amikor az alumíniumötvözet savas oldattal reagál).
Keresztszennyeződés: Ha a hordozóanyagokat (például rozsdamentes acélt) újrahasznosítás céljából összekeverik a komponensekkel (például titánötvözet), szennyeződések kerülhetnek a keverékbe, és megváltoztathatják az anyagok jellemzőit.
2, Folyamatoptimalizálás: a folyamat teljes ellenőrzése a tervezéstől a feldolgozásig
1. A tartószerkezet kialakításának javítása
Csökkentse az érintkezési felületet: A mechanikai erő csökkentése érdekében a támasztól való felszálláskor használjon ponttámaszt vagy vonaltámaszt a felületi támaszték helyett. Például az orvosi implantátumok tartószerkezete, mint például az acetabuláris csésze, az érintkezési átmérőt 0,5 mm-nél kisebbre teheti.
Könnyen törhető kialakítás: Gyenge pontokat készítsen a támaszték és az alkatrészek közötti kapcsolaton, például V{0}}alakú hornyokat vagy előre-fúrt lyukakat, hogy később könnyebben lehessen törni vagy kis nyomással vágni.
Oldható hordozóanyag: Bonyolult belső szerkezetekhez vízben{0}}oldható vagy melegen olvadt- hordozóanyagokat, például polivinil-alkoholt (PVA) használnak. Ezeket az anyagokat feloldással vagy melegítéssel távolítják el a mechanikai érintkezés elkerülése érdekében.
2. A feldolgozási paraméterek pontos szabályozása
Vágás alacsony igénybevétellel:
Vágóhuzal (WEDM): 10 μs-nál kisebb impulzusszélességű és 5 A-nél kisebb csúcsáramú paraméterek használata a hőbevitel alacsony szinten tartására és a felület újbóli megolvadásának megakadályozására.
Vízsugaras vágás: A hidegvágás és a hőhatások elkerülése érdekében a nyomást 200 és 400 MPa között kell tartani. Ez tiszta vízzel vagy vízsugárral történik, amelyhez csiszolóanyagokat, például gránátot adnak.
Réteges marás: Vastag tartórendszerekhez rétegmarási technika rövid forgácsolási mélységgel (<0.2mm) and a high feed rate (>500 mm/perc) a vágóerő szétosztására és a deformáció kockázatának csökkentésére szolgál.
3. Sok folyamat együttes alkalmazása
Lézeres mechanikus kompozit támaszték: Először használjon kis{0}}teljesítményű (100 W-nál kisebb) lézert az alkatrész és a tartó közötti kapcsolat megolvasztásához. Ezután kéziszerszámokkal törje meg a mechanikai igénybevétel csökkentése érdekében. A GE Additive Concept Laser M2 gépe például ezt a technológiát használja titánötvözet alkatrészekkel való munkához.
Kémiai mechanikai szinergikus kezelés: Alumíniumötvözetből készült daraboknál először használjon lúgos oldatot (például NaOH-t) a hordozó egy részének feloldásához. Ezután a karcolások elkerülése érdekében puha polírozó kendővel (például nejlonnal) fényesítse a szerkezet többi részét.
3, Eszközök és anyagok kiválasztása: A felület védelmét szolgáló akadály
1. Eszközök, amelyek nem érintkeznek
Ultrahang támogatása: Nagy{0}}frekvenciás rezgés (20–40 kHz) használata a tartószerkezet lebontására, ami jó precíziós alkatrészeknél, például mikrocsatornás rendszereknél. Például a Sonic Mill ultrahangos támasztórendszere 1 mm-nél kisebb átmérőjű támasztékokat képes tartani.
A plazmamaratás az a folyamat, amelynek során az alátámasztó anyagokat alacsony-hőmérsékletű plazmával, például Ar/O2 kevert gázzal szelektíven távolítják el, hogy ne érjenek egymáshoz. Ezt a megközelítést olyan kobalt-krómötvözet hordozók esetében alkalmazták, amelyek nem tartalmaznak hordozót, és Ra felületi érdességük<0.8 μm.
2. Puhák vagy hajlítható eszközök
Szilikon polírozófej: A Shore A lassan forgó, 30–50 keménységű szilikon polírozófej (kevesebb, mint 500 fordulat/perc) használható az ívelt részek tisztítására és a karcolások kevésbé láthatóvá tételére.
Mágneses polírozási megoldás: ferromágneses részecskék (például szilícium-karbid) olaj- vagy víz-alapú hordozókba helyezése, és mágneses tér segítségével a részecskék körbemozgatják a holtfoltokat. A Magnalux mágneses polírozó megoldását például repülőgépmotorok lapátjainak támaszték nélküli kezelésére használták.
3. Alacsony hőmérsékleten történő feldolgozás technológiája
Folyékony nitrogén hűtéses őrlés: Az őrlés során permetezzen folyékony nitrogént (-196 fok) a hordozóanyagra, hogy az rideggé váljon, csökkenjen a forgácsolóerő, és ne legyen túl forró a darab. Ezt a módszert olyan nem támogatott nikkel-alapú, magas hőmérsékletű ötvözet alkatrészeknél alkalmazták, amelyek felületi keménységének változása 5%-nál kisebb.
Tisztítás szárazjég-fúvással: Szárazjég-részecskék (-78 fok) permetezéséhez nagynyomású légáramot (0,5–0,7 MPa) használnak. Ez törékennyé teszi a tartószerkezetet és leesik, ami jó a bonyolult belső utakhoz.
4, Védelem a feldolgozás után: két garancia a javításra és a megerősítésre
1. Felületrögzítési technológia
Lézeres burkolat: Ugyanazt az anyagot használják a mikrokarcok vagy gödrök rögzítésére, amelyek a támaszték eltávolítása után keletkeznek. A burkolóréteg vastagsága 10 és 50 μm között választható, a kötési szilárdság az aljzattal 400 MPa felett van.
Elektrokémiai polírozás: elektrolitok (például foszforsav és kénsav keveréke) segítségével szelektíven feloldják a tárgyak felületén kilógó darabokat, hogy sima felületet kapjanak. Például az elektrokémiai polírozás csökkentheti a titánötvözet alkatrészek Ra felületi érdességét 3,2 μm-ről 0,2 μm-re.
2. Védelem a bevonatokkal szemben
Fizikai gőzfázisú leválasztás (PVD): Ha kemény bevonatot, például TiN-t és CrN-t helyez a tárgyak felületére, 1–3 μm vastagságban, sokkal ellenállóbbá teheti azokat a kopással és a korrózióval szemben. A TiN bevonatkezelés után például az orvosi implantátumok felületi keménysége háromszorosára nő, a súrlódási tényező pedig 50%-kal csökken.
Kémiai konverziós bevonat: A kémiai kezelés, mint a kromát passziválás, vastag oxidréteget képez az alkatrész felületén. Ez megállítja a másodlagos szennyeződést a nem támogatott folyamat során. A kromátkezelés után például az alumíniumötvözet alkatrészek több mint 1000 órán keresztül ellenállnak a sópermetes korróziónak.