Rozwiązania do obróbki skrawaniem z węglików spiekanych do obróbki tytanu i nadstopów w przemyśle lotniczym

Pokonywanie najtrudniejszych materiałów w przemyśle lotniczym: rozwiązania w zakresie cięcia węglikami dla tytanu i nadstopów

Produkcja w przemyśle lotniczym doprowadza technologię narzędzi skrawających do absolutnych granic. Stopy tytanu, takie jak Ti-6Al-4V, i nadstopy na bazie niklu, takie jak Inconel 718, łączą wysoką wytrzymałość, niską przewodność cieplną i ekstremalną reaktywność chemiczną – trójcę trudności w obróbce skrawaniem. Jednak producenci OEM w przemyśle lotniczym i ich łańcuchy dostaw muszą spełniać najciaśniejsze tolerancje, najwyższe standardy integralności powierzchni i bezkompromisowe wymagania jakościowe. W tym artykule szczegółowo opisujemy nasze rozwiązania w zakresie cięcia węglikami klasy lotniczej oraz ich udokumentowaną wydajność w terenie.

Dlaczego materiały lotnicze są trudne w obróbce

Właściwości, które sprawiają, że tytan i nadstopy są idealne do silników odrzutowych i konstrukcji lotniczych, czynią je również wyjątkowo trudnymi do cięcia:

• Niska przewodność cieplna: Ti-6Al-4V ma przewodność cieplną około 1/6 przewodności stali, koncentrując 70-80% ciepła skrawania w narzędziu, a nie w wiórze.
• Wysoka reaktywność chemiczna: Tytan reaguje z większością materiałów narzędziowych w podwyższonych temperaturach, powodując szybkie zużycie dyfuzyjne i tworzenie się narostu.
• Utwardzanie podczas obróbki: Nadstopy na bazie niklu znacznie utwardzają się podczas cięcia, zwiększając siły skrawania i przyspieszając awarię narzędzia.
• Wysoka wytrzymałość w podwyższonej temperaturze: Inconel 718 zachowuje ponad 80% swojej wytrzymałości w temperaturze pokojowej w temperaturze 650°C, co wymaga niezwykłej wytrzymałości krawędzi tnącej.

Frezowanie z dużym posuwem dla tytanowych elementów konstrukcyjnych

Nasze frezy z dużym posuwem do zgrubnej obróbki tytanu posiadają kluczowe cechy konstrukcyjne:

• Geometria z dodatnim kątem natarcia (12-15°): Zmniejsza siły skrawania i generowanie ciepła, minimalizując ryzyko powstawania warstwy alfa na obrabianej powierzchni.
• Specjalistyczna powłoka PVD AlTiN: Niski współczynnik tarcia (0,3-0,4 w stosunku do tytanu) zapobiega przywieraniu materiału i tworzeniu się narostu.
• Zoptymalizowany łamacz wióra: Konstrukcja z segmentową krawędzią tnącą wytwarza krótkie, łatwe do zarządzania wióry, które czysto się ewakuują, zapobiegając ponownemu cięciu i uszkodzeniu narzędzia.

Wiertła z litego węgliku do wykonywania otworów w nadstopach

Wiercenie otworów pod śruby w tarczach turbin, obudowach silników i elementach wydechowych wymaga wyjątkowej konstrukcji narzędzia:

• Wzmocniona geometria krawędzi tnącej: Grubsza konstrukcja rdzenia i zoptymalizowana geometria ostrza wytrzymują ekstremalne obciążenia osiowe generowane podczas wiercenia Inconelu, gdzie siły osiowe mogą przekraczać 3000 N.
• Konstrukcja z chłodzeniem przez narzędzie (70 bar): Dostarczanie chłodziwa pod wysokim ciśnieniem przez wewnętrzne kanały bezpośrednio do strefy skrawania zmniejsza temperaturę o 25-35%, dramatycznie wydłużając żywotność narzędzia.
• Precyzyjny punkt z samocentrowaniem: Kąt ostrza 140° z ostrzem typu S zapewnia dokładne pozycjonowanie otworu w granicach ±0,03 mm, nawet przy wysokich obciążeniach osiowych.

Dane dotyczące wydajności: Wiercenie obudów turbin z Inconelu 718

Dane dotyczące wydajności: Frezowanie z dużym posuwem żeber skrzydeł z Ti-6Al-4V

Przypadek z życia wzięty: Europejski producent lotniczy – wiercenie obudów turbin z Inconelu 718

Europejski producent lotniczy produkujący obudowy turbin do komercyjnych silników odrzutowych doświadczał niedopuszczalnie wysokiego wskaźnika awarii wierteł podczas obróbki Inconelu 718. Każda obudowa turbiny wymagała 320 precyzyjnych otworów pod śruby, a losowe łamanie się wierteł powodowało kosztowne odpady i przeróbki:

• Żywotność narzędzia wydłużona z 25 do 58 minut na wiertło, przy użyciu naszych wierteł z litego węgliku z chłodzeniem przez narzędzie.
• Jakość otworów poprawiła się z tolerancji IT9 do IT7, eliminując wtórne rozwiercanie w 85% otworów.
• Wskaźnik braków zmniejszony z 3,2% do 0,1%, co pozwoliło zaoszczędzić szacunkowo 180 000 euro rocznie na kosztach materiałów i przeróbek.
• Całkowity czas obróbki na obudowę skrócony o 28%, zwiększając roczną zdolność produkcyjną o 15 sztuk.

Niestandardowe narzędzia profilowe do złożonych elementów lotniczych

Oprócz standardowych wierteł i frezów, nasz zespół inżynierów projektuje i dostarcza niestandardowe narzędzia profilowe do złożonych geometrii lotniczych:

• Formy stóp łopatek turbiny: Frezy o profilu choinkowym i jaskółczego ogona do obróbki gniazd tarcz.
• Narzędzia do rowków uszczelniających: Precyzyjne frezy o określonej szerokości do rowków uszczelniających sprężarki i turbiny.
• Narzędzia do portów i wnęk: Niestandardowe narzędzia kształtowe do wnęk kolektorów hydraulicznych w elementach podwozia i układów sterowania lotem.
• Typowy czas dostawy: 2-4 tygodnie od zatwierdzonego rysunku do gotowego narzędzia, z pełnymi raportami z inspekcji.

Zapewnienie jakości klasy lotniczej

Każde narzędzie skrawające klasy lotniczej, które produkujemy, przechodzi rygorystyczną kontrolę jakości:

• 100% kontrola wymiarowa, zgodnie ze standardami równoważnymi NADCAP.
• Test skrawania na poziomie partii, na docelowym materiale (odpowiednio Ti-6Al-4V lub Inconel 718).
• Pełna certyfikacja materiałowa, z numerami partii węgliku i powłoki podlegającymi śledzeniu.
• Opcja indywidualnej serializacji narzędzia, dla śledzenia krytycznych zastosowań.

Stoisz przed trudnymi wyzwaniami w obróbce lotniczej? Skontaktuj się z naszymi specjalistami ds. zastosowań lotniczych w celu przeprowadzenia wspólnej próby skrawania. Dostarczamy kompleksowe dane dotyczące wydajności i prognozy żywotności narzędzia specyficzne dla Twojej części i konfiguracji obrabiarki.