Vahingoittaako jälki{0}}käsittely sisäistä rakennetta?

一, Tekninen periaate: Suurin ongelma jälkikäsittelykoneen käsittelyssä-
Jälkikäsittelyn{0}}päätarkoitus on parantaa osien pinnan laatua, mittatarkkuutta tai mekaanisia ominaisuuksia leikkaamalla, kiillottamalla, lämpökäsittelyllä ja muilla menetelmillä. Käsitellyt esineet ovat yleensä osia, jotka on valmistettu menetelmillä, kuten additiivinen valmistus (AM), valu tai takominen. Näiden osien sisäinen rakenne voi sisältää seuraavat ominaisuudet:
Mikroskooppiset viat, kuten huokoisuus, fuusiovyöhykkeen (LOF) puute lisäainevalmistusmenetelmällä valmistetuissa osissa tai kutistuva huokoisuus ja halkeamat valetuissa osissa.
Jäännösjännitys on jännitystä, joka muodostuu esineen sisälle lämpötilan tai vaiheen muutoksen seurauksena. Tämä voi aiheuttaa esineen taipumisen tai särkymisen käsittelyn jälkeen.
Liukumateriaalit ja epätasainen raerakenne{0}} ovat esimerkkejä epätasaisesta organisoinnista, joka saattaa muuttaa tapaa, jolla materiaalit poistetaan käsittelyn aikana.
Jälkikäsittelyn{0}}interventiot voivat muuttaa näitä sisäisiä rakenteita mekaanisten paineiden, lämpövaikutusten tai kemiallisten reaktioiden vuoksi, mikä johtaa suorituskyvyn heikkenemiseen tai lisääntyneeseen vikariskiin.
2, Tyypillisten menettelyjen vaikutus ja tapaustutkimus
1. Mekaaninen leikkaus: jännityksen poistaminen ja vikojen aktivoiminen
Kun työkalu ja osa joutuvat suoraan kosketukseen mekaanisen leikkauksen (kuten jyrsintä ja sorvaus) aikana, materiaali poistetaan. Tämä voi aiheuttaa seuraavia muutoksia osan sisäiseen rakenteeseen:
Jäännösjännityksen uudelleenjakautuminen: Leikkausvoimat voivat vaikuttaa osan pintajännitystilaan ja mahdollisesti aiheuttaa sisäisiä mikrohalkeamia. Esimerkiksi eräs lentokoneyritys havaitsi, että lisäainevalmistuksen avulla valmistettujen titaaniseoksesta valmistettujen terien jäännösjännitys nousi -150 MPa:sta +80MPa:iin jyrsinnän jälkeen. Tämä lyhensi heidän väsymisaikaansa 30 %.
Vian leviäminen: Leikkaava tärinä voi aiheuttaa materiaalin sisällä olevien pienten reikien tai epätäydellisen sulamisalueen kasvamisen suuriksi halkeamiksi. Tutkimukset osoittavat, että karkean-jyrsinnän jälkeen laserjauhepetisulatuksen (LPBF) avulla valmistettujen alumiiniseoskomponenttien huokoisuus kasvaa 0,5 %:sta 1,2 %:iin, kun taas murtolujuus heikkenee 25 %.
Vastaus:
Käytä ultra-tarkkuustyöstöä (kuten yhden-pisteen timanttisorvausta) leikkausvoiman pienentämiseksi. Tee lämpökäsittely (kuten jännityksenpoistohehkutus) ennen leikkaamista sisäisen jännityksen tasaamiseksi. Optimoi työkalun rata pysyäksesi poissa paikoista, joissa tärinää voi muodostua.
2. Lämpökäsittely: muutokset mittojen organisoinnissa ja stabiilisuudessa
Materiaalien faasitilan muuttaminen lämpökäsittelyllä (kuten karkaisu, karkaisu ja kuumaisostaattinen puristus) saattaa parantaa suorituskykyä, mutta se voi myös aiheuttaa:
Vaihemuunnoksen aiheuttama muodonmuutos: Martensiittisen muunnoksen aikana tapahtuva tilavuuden kasvu voi aiheuttaa kappaleiden muodonmuutoksen. Hiiletyksen ja karkaisun jälkeen esimerkiksi tietyn ajoneuvon vaihteiston hammasprofiilivirhe nousi ± 0,02 mm:stä ± 0,05 mm:iin.
Termisesti indusoitu huokoisuus (TIP): Kuumaisostaattisen puristuksen (HIP) jälkeen inertin kaasun huokoset voivat kasvaa uudelleen lisäaineilla tehdyissä osissa. Tutkimukset osoittavat, että -HIP:n jälkeen, jos Ti-6Al-4V-lejeeringin hehkutusaika ylittää 4 tuntia, huokoisuus voi nousta 0,3 %.
Vastaus:
Asteittainen sammutuksen tai isotermisen sammutuksen käyttäminen faasimuutoksen nopeuden seuraamiseksi;
Voit lopettaa TIP:n hienosäätämällä{0}}HIP-prosessiparametreja (kuten lämpötila, paine ja aika).
Jännitys puretaan prosessilla "karkea koneistus → lämpökäsittely → tarkkuustyöstö", joka yhdistää lämpökäsittelyn ja koneistuksen.
3. Pinnan vahvistaminen: jäännöspuristusjännitys ja väsymiskyky
pintoja vahvistavat tekniikat, kuten hauliveto ja rullaus, lisäävät jäännöspuristusjännitystä, mikä pidentää väsymisikää. Nämä tekniikat voivat kuitenkin myös aiheuttaa:
Pinnan vaurioituminen: Liian runsas ruiskutus voi aiheuttaa mikrohalkeamia tai pinnan rakeisuutta. Esimerkiksi haukun jälkeen tietyn lentokoneen moottorin akselin pinnan karheus nousi Ra1,6 μm:stä Ra0,4 μm:iin, kun taas väsymismurtuman lähteen syvyys nousi 0,1 mm.
Jännitysgradientin epätasapaino: Kun jäännöspuristusjännityskerros ja matriisin jännitys eivät täsmää, se voi aiheuttaa delaminaatiota. Tutkimukset osoittavat, että alumiiniseoksesta valmistetut komponentit, joille on tehty lasershokkipeening (LSP), ovat alttiita mikrosäröilylle rajapinnassa, kun jäännöspuristusjännityssyvyys ylittää 0,5 mm.
Vastaus:
Ohjaa haukunpoiston voimakkuutta (esimerkiksi mittaamalla Almen-koekappaleen peittävyys); käytä komposiittivahvistusmenetelmiä (esimerkiksi haulilastua ja rullausta) jännitysgradienttien tasapainottamiseksi; ja käytä numeerista simulointia löytääksesi parhaat prosessiparametrit.
3, Riskienhallinta: menettelyn suunnittelusta sen seuraamiseen verkossa
Alan on perustettava perusteellinen prosessinhallintajärjestelmä, jolla rajoitetaan jälkikäsittelyn sisäiselle rakenteelle aiheuttamia vahinkoja.
Valitse prosessin suunnitteluvaiheessa sekoitus{0}}jälkikäsittelyprosesseja, jotka sopivat osien materiaali-, rakenne- ja suorituskykytarpeisiin. Esimerkiksi HIP+elektrolyyttinen kiillotus on parempi kuin suora mekaaninen kiillotus lisäainevalmisteella valmistetuille tuotteille.
Elementtianalyysin (FEA) avulla voit selvittää, kuinka stressi leviää ja miten asiat muuttavat muotoaan koneistettaessa. Eräs yritys käytti simulaatiota jyrsintäasetusten parantamiseen, mikä leikkasi titaaniseososien työstömuodonmuutoksia 0,15 mm:stä 0,03 mm:iin.
Käsittelyn suoritusvaihe:
Älykkäiden valvontatyökalujen, kuten akustisten emissio- ja leikkausvoimaanturien, avulla saat reaaliaikaista tietoa{0}}koneistuksen etenemisestä. Esimerkiksi eräs työstökoneiden valmistaja keksi "mukautuvan leikkausjärjestelmän", joka voi muuttaa syöttönopeutta lennossa välttääkseen liikaa tärinää.
Käytä suljetun{0}}silmukan ohjausta ja muuta prosessiparametreja online-tunnistuksen tietojen mukaan. Jos lentokoneyritys käyttää laserinterferometriä mitatakseen pinnan karheutta ja säätää sitten automaattisesti kiillotuspainetta.
Laaduntarkastuksen vaihe:
Käytä tuhoamattomia testausmenetelmiä (NDT), kuten röntgentietokonetomografiaa ja ultraäänitestausta, löytääksesi esineen sisällä olevat ongelmat. Tutkimukset osoittavat, että teollinen CT löytää huokoset, jotka ovat 0,02 mm leveitä 98 % tarkkuudella.
Luo testaustietojen käsittelyketju ja käytä koneoppimista arvioidaksesi, kuinka kauan osa kestää. Tietty yritys voi esimerkiksi käyttää aiempia tietoja kouluttaakseen mallin, joka voi ennakoida vaihteiston väsymisvian todennäköisyyden kuusi kuukautta etukäteen.