IMTS 2018：航空宇宙における高度な粉砕ホイール

超合金材料を最適に粉砕する方法をより深く理解します。今年IMTSに参加する場合は、高性能研削に焦点を当てた複数の会議セッションに注意してください。また、日常の機械加工作業に役立つテクニックを確認してください。

航空宇宙およびエネルギー分野で広く使用されているインコネル718、ハステロイC-276、モネルK500などの金属は、耐熱性と耐食性の両方があり、機械的特性は弱虫鋼のいとこよりもはるかに優れています。

「航空機エンジンの総重量の40％以上を占めるニッケルベースの超合金は、エンジンの燃焼器とタービンのセクションで用途があります」と、ノートンの高度なアプリケーションエンジニアリングのグループリーダーであるK.フィリップバルゲーゼ博士は述べています。 ||サンゴバン、IMTS2018会議のプレゼンテーションの説明。 「それらの使用は、主に、高温強度、靭性、および極端な環境での劣化に対する耐性の独自の組み合わせによるものです。」バルゲーゼは、9月12日水曜日の午前10時にシカゴのIMTSで「ニッケル基超合金の高性能粉砕」を発表します。

残念ながら、これらの超合金は粉砕するのも非常に困難です。加工硬化は高圧が伴うため一般的であり、ほとんどの超合金の熱伝導率が低いということは、研削ゾーン内の熱が高いことを意味し、チェックしないままにするとワークピースに損傷を与える可能性があります。これは、荒加工と仕上げ加工の間にワークピースを冷却して「応力を除去」する必要があることも意味します。

B1112鋼の被削性評価が100％であるのに対し、ほとんどのインコネルは12％であり、高コバルトL-605（別名ヘインズ25）はわずか9％の被削性にランク付けされています。怪我に侮辱を加えると、研削は通常、ワークピースに対して実行される最後のプロセスの1つです。部品の廃棄やその他の生産の遅れが発生した場合、顧客の納期は簡単にずれてしまう可能性があります。表面研削、円筒研削、センターレス研削のいずれであっても、これらの超材料を使用することは困難な場合があります。

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砥石タイプ：超合金に適したホイールの選択

幸いなことに、最高の砥石車の選択から始めて、高性能の砥石店になるにはいくつかの方法があります。多くの専門家は、鋼の粉砕に使用されるパラメータが超合金にも同様に適用可能であることを示唆しています。これは、炭素鋼や合金鋼の研削に適した酸化アルミニウムホイールが超合金の最初の選択肢であることを示しています。ほとんどの砥石サプライヤーはニッケルベースの材料用に特別に設計されたプレミアム製品を提供していますが、これは良いアドバイスです。これらは一般にセラミックとアルミナの混合物であり、もろいが強い結合のために最小限の熱しか発生せず、主に自己研ぎです。

「これらの超合金の研削において、低いしきい値の電力/力でストックを除去し、より低い比エネルギーを消費できる特定の砥石のみが、HPG[高性能研削]プロセスでのより高い生産性とより長いホイール寿命という相反する目標を乗り切ることができます。 」とVarghese氏は述べています。

超合金は粘着性があり、車輪に負荷をかける傾向があるため、これは重要な属性です。また、オープングレインの必要性も重要です。これは、ヒートチェックやマイクロクラックにつながる熱の蓄積を排除するのに役立ちます。最悪の場合、ホイールを切断するのではなく、ロードしてワークピースの表面をこすり合わせると、材料の表面の完全性が低下するため、航空宇宙業界では大きなノーノーと呼ばれる白い層が発生する可能性があります。

もちろん、グラインダーホイールの選択は多くの要因に依存します。表面研削作業は、円筒研削とは異なる動作をします。また、円筒研削は、クリープフィードまたはセンターレス研削とは異なる動作をします。機械加工される実際の超合金と材料除去の量も役割を果たします。ビトリファイドCBNホイールは、チタンのベベルギアフォームを粗研削するのに最適ですが、インコネルタービンブレードのルートフォームをクリープフィード研削するには、多くの場合、高度なセラミック。

高性能機械研削におけるクーラントと切削液の役割

オープングレインと同じように、脆いホイールは超合金を研削するときに開始するのに適した場所です。また、高品質で、十分にろ過され、維持された水溶性切削液、できれば硫黄や塩素を添加して潤滑性を提供する切削液も同様です。これにより、熱による表面損傷のリスクなしに、最大限の材料除去が保証されます。とはいえ、一部の航空宇宙会社は粒界腐食の可能性があるため使用を制限しているため、硫黄および塩素ベースの切削液の使用については必ず顧客に確認してください。

ただし、CBNホイールの場合、またはお客様が特定の水溶性オイルの使用を禁止している場合は、ストレートオイルを使用する必要がありますが、これは水性クーラントほど熱を除去する効果はありません。流体が何であれ、その速度は、ワークピースの表面で測定されたホイール速度の速度を超える必要があります。また、特殊な形状を研削する場合は、100％の被覆率を提供するために、ノズルの形状をその形状と一致させる必要があります。最後に、粉砕は液体を微細な粒子に分解する傾向があり、これらの粒子は発がん性がある可能性があるため、オペレーターの安全のために常に適切なサイズの空気ろ過システムを使用してください。

適切なサポートグラインダーホイールドレッサーを選択してください

超合金はあらゆる研削プロセスの限界を押し上げるため、ホイールの有効性のウィンドウは非常に小さいことがよくあります。したがって、粗面化に使用される結合、グリット、および硬度は、精密な仕上げには完全に役に立たない可能性があるため、プロセス中にそれらを変更する必要がある場合があります。グラインダーのオペレーターなら誰でも知っているように、グラインダーホイールの交換は現実ですが、生産目的では、自動ホイール交換機能を備えたマシンを使用すると、最適なスループットに大きく近づくことができます。

もう1つの大きなステップは、連続ホイールドレッシングです。アフターマーケットのアタッチメントは存在しますが、予算が許す限り、次のCNCグラインダーでこのオプションを注文するのがおそらく最善の策です。オープングレインのセルフシャープニングホイールが超合金で最も効果的であるのと同じ理由で、連続的なドレッシングは常にホイールをシャープに保ちます。研削力が減少し、表面仕上げと精度が向上し、重要な航空宇宙、核、または医療コンポーネントに白い層やその他のタイプの表面損傷が発生する心配はほとんどありません。

現在のグラインダーホイールが10代以上で、それをサポートするための作業負荷がある場合は、要求の厳しい航空宇宙作業用に特別に設計された最新のCNCグラインダーに投資してください。自動ドレッシング、統合部品測定、パレット交換、ロボット部品処理などの機能、および高度な多軸モーション制御を備えた今日の工作機械は、投資する価値が十分にあります。高性能の研削工場になりたいのであれば、ここから始めるのが最適かもしれません。

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