ماشینکاری سوپرآلیاژها و هر آنچه باید بدانید
سوپرآلیاژها
سوپرآلیاژها: طی سال‌های‌اخیر و با پیشرفت علم و تکنولوژی هرروز مواد توسعه‌یافته‌تری وارد عرصه‌صنعت می‌شود. صنایع‌مختلف برای تولید محصولات‌پیشرفته و همچنین ارتقاکیفیت محصولات‌خود نیازمند موادی هستند که خاصیت مکانیکی و شیمیایی بالاتری دارد. بنابراین دارابودن ویژگیهای چون سختی، استحکام، چقرمگی، مقاومت به اکسیدشدن، مقاومت دربرابر حرارت‌زیاد، مقاومت دربرابر خزش در دمای‌بالا و مقاومت به سایش و خوردگی دلایل‌اصلی تولید سوپرآلیاژها به شمار می‌رود. در این مقاله به صورت‌کامل ماشینکاری سوپرآلیاژها، مشکلات، انواع سوپرآلیاژ را توضیح‌می‌دهیم.
خواص‌فیزیکی و متالوژیکی سوپرآلیاژها:
- خاصیت فوق‌العاده ضدزنگ‌بودن – کاربرد: صنعت‌پزشکی
- دارابودن استحکام‌زیاد و درعین‌حال وزن‌سبک – کاربرد: صنایع‌پزشکی و هوافضا
- مقاومت‌زیاد به خوردگی – کاربرد: صنایع‌پزشکی و دریایی
- خاصیت فوق‌العاده مقاومت به خزش در دماهای بالا – کاربرد: صنایع‌نیروگاهی و هوافضا
روش ساخت سوپرآلیاژها:
1- سوپرآلیاژ به روش فورج
•خصوصیت روش‌تولید: استحکام بالاتر و مقاومت‌بهتر درمقابل خستگی و شکست
2- سوپرآلیاژ به روش ریخته‌گری
•خصوصیت روش تولید: چقرمگی و استحکام خزشی
3- سوپرآلیاژ به روش متالوژی پودر
•خصوصیت روش‌تولید: تولید قطعات به اشکال‌پیچیده
ماشینکاری سوپرآلیاژها
ماشینکاری سوپرآلیاژها بدلیل خصوصیاتی که دارند بسیارسخت است. ازجمله مشکلاتی که این آلیاژها دارند 1- مقاومت‌زیاد آلیاژها دربرابر حرارت‌بالاست. این مقاومت باعث‌می‌شود نیروهای‌برش درحین ماشینکاری افزایش‌یابد و امکان شکسته‌شدن لبه‌برشی بیشترشود.
2-بدلیل استحکام بالا مواد برای ایجاد براده حرارت‌بیشتری تولید و چون سوپرآلیاژها انتقال‌حرارت پایینی دارد باعث تمرکزحرارت در محل‌برش می‌شود. این حرارت به لبه‌ابزار نفوذکرده و باعث فرسودگی وخرابی زودهنگام ناشی از سایش می‌شود.
3-در ماشینکاری الیاژها کنترل براده نیز بسیارسخت است. استحکام‌زیاد در حرارت‌بالا باعث افزایش ضربه‌پذیری آلیاژ می‌شود که همین‌امر شکستن‌براده را دشوارمی‌کند.
4-حضور دانه‌های‌ساینده مثل کاربایدها که پس از ریخته‌گری‌رسوب می‌کنند، باعث سایش سریع خوردگی در لبه‌برشی ابزار می‌گردد.
5-توانایی زیاد سوپرآلیاژها برای سخت‌شدن باعث‌می‌شود تا یک سطح سخت‌شده درهنگام ماشینکاری قبل بوجود اید. این سطح‌سخت باعث‌می‌شود تا در محل براده‌برداری شکافی به اندازه عمق براده‌برداری نسبت به نوک‌ابزار بوجود آید.
همه این شرایط حاکی از آن است که ابزارها هنگام ماشینکاری آلیاژها بشدت درمعرض فشار و فرسایش قراردارند. بنابراین برای ماشینکاری این الیاژها از تکنیکهای‌خاصی استفاده‌می‌شود
انواع سوپرآلیاژ و خصوصیات آن
سوپرآلیاژها بر سه‌پایه ساخته‌می‌شوند. سوپرآلیاژ آهن نسبت به نوع نیکل مقاومت‌کمتری در دمای‌بالا دارند و بشتر در صنایع‌شیمیایی بکارمی‌روند.
سوپرآلیاژ نیکل از پرمصرفترین مواد این گروه می‌باشد و حدود 26 تا 86درصد آن از نیکل ساخته شده‌است. بیشتر در پمپ‌ها، دستگاههای کنترل‌آلودگی، تجهیزات حفاری‌دریا و .. استفاده‌می‌شود.
سوپرآلیاژ کبالت نسبت به آهن و نیکل دارای مقاومت‌بالاتری دربرابر گرما و حرارت می‌باشد، به همین‌دلیل مناسب برای پره‌های‌توربین است
سوپرآلیاژ تیتانیوم با دارابودن خواص‌شیمیایی عالی، استحکام فوق‌العاده و وزن‌کم مناسب برای قطعات‌موتور و بدنه‌هواپیما می‌باشد. همچنین بدلیل مقاومت دربرابر خوردگی برای محیطهای‌شیمیایی که درمعرض خوردگی هستند مناسب‌است. این نوع آلیاژ دارای سه‌نوع ساختار هستند؛
ساختار a. تیتانیوم و آلیاژهای نرم.
ساختار b. آلیاژهای سختتر از a بوده و ماشینکاری آن سختتر است.
ساختار a – b ترکیبی از دوساختار بالاست و ازنظر ماشینکاری مابین این دوگروه است.
دیدگاهی ثبت نشده است