IMTS 2018：航空航天高级砂轮

更深入地了解如何以最佳方式研磨超合金材料。如果您今年参加 IMTS，请注意关注高性能磨削的多场会议 - 并了解有助于您日常加工操作的技术。

Inconel 718、Hastelloy C-276 和 Monel K500 等金属广泛用于航空航天和能源领域，既耐温又耐腐蚀，其机械性能远远优于其软弱的钢表亲。

“镍基高温合金占飞机发动机总重量的 40% 以上，可用于发动机的燃烧室和涡轮部分，”诺顿高级应用工程组负责人 K. Philip Varghese 博士指出|圣戈班，在 IMTS 2018 会议演示描述中。 “它们的使用主要是考虑到高温强度、韧性和在极端环境下抗降解的独特组合。” Varghese 将于 9 月 12 日星期三上午 10 点在芝加哥的 IMTS 展示“镍基高温合金的高性能磨削”。

不幸的是，这些高温合金的研磨也非常具有挑战性。由于涉及的高压，加工硬化很常见，并且大多数高温合金的导热性差意味着磨削区域内的热量很高，如果不加以控制可能会损坏工件。这也意味着必须允许工件在粗加工和精加工操作之间冷却和“去应力”。

B1112 钢的机械加工性等级为 100%，大多数铬镍铁合金的机械加工性等级为 12%，而高钴 L-605（又名 Haynes 25）的机械加工性等级仅为 9%。雪上加霜的是，磨削通常是对工件进行的最后一道工序。如果零件报废或其他生产延误，客户的交货日期很容易推迟。无论是平面磨削、外圆磨削还是无心磨削，使用这些超级材料都是一项艰巨的任务。

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砂轮类型：为高温合金选择合适的砂轮

幸运的是，有很多方法可以成为一家高性能的磨削店，从选择最好的砂轮开始。许多专家建议，用于磨钢的参数同样适用于高温合金。这反过来表明，氧化铝砂轮（首选用于磨削碳钢和合金钢）是高温合金的首选。这是一个很好的建议，尽管大多数砂轮供应商都提供专为镍基材料设计的优质产品。这些通常是陶瓷-氧化铝混合物，由于易碎但牢固的结合，产生的热量最少，并且在很大程度上是自锐化的。

“只有特定的砂轮能够以低阈值功率/力去除原料，并在这些高温合金的磨削中消耗较低的比能量，才能在 HPG [高性能磨削] 工艺中实现更高生产率和更长砂轮寿命的冲突目标，”Varghese 指出。

因为高温合金是粘性的并且倾向于加载车轮，这是一个重要的属性。同样重要的是需要一个开放的晶粒，这有助于消除导致热裂和微裂纹的热量积聚。最坏的情况是，一个加载并摩擦工件表面而不是切割它的轮子会导致所谓的白色层，这是航空航天界的一大禁忌，因为它会降低材料的表面完整性。

当然，砂轮的选择取决于很多因素。平面磨削操作与外圆磨削的行为不同，外圆磨削与蠕动进给或无心磨削的行为不同。实际加工的高温合金和材料去除量也起着重要作用——陶瓷 CBN 砂轮可能最适合粗磨钛中的斜齿轮形状，而在铬镍铁合金涡轮叶片上的蠕动进给磨削齿根形状通常需要高级陶瓷。

冷却液和切削液在高性能机床磨削中的作用

就像开粒、易碎的砂轮是磨削高温合金时的良好起点一样，优质、过滤良好且维护良好的水溶性切削液也是如此，最好是含有硫和/或氯添加剂以提供润滑性的切削液。这将确保最大程度地去除材料，而不会产生热引起的表面损坏风险。也就是说，请务必与您的客户核实硫和氯基切削液的使用情况，因为一些航空航天公司由于可能发生晶内腐蚀而限制其使用。

然而，在 CBN 车轮的情况下，或者客户禁止使用某些水溶性油时，应使用纯油，尽管公认这种油在散热方面不如水基冷却剂有效。无论何种流体，其速度都应超过在工件表面测量的轮速。如果研磨特殊形状，喷嘴形状应与该形状相匹配，以提供 100% 的覆盖率。最后，由于研磨容易将流体分解成微小颗粒，而且这些颗粒可能致癌，因此请始终使用尺寸合适的空气过滤系统以确保操作员的安全。

选择合适的支撑砂轮修整器

由于高温合金突破了任何磨削工艺的极限，砂轮有效性的窗口通常非常小。因此，可能有必要在加工过程中对其进行更改，因为用于粗加工的结合剂、砂砾和硬度可能对精密精加工完全无用。任何磨床操作员都知道，砂轮更换是生活中的一个事实，但出于生产目的，具有自动更换砂轮功能的机器将使您更接近最佳产量。

另一个重要步骤是连续修整。存在售后附件，尽管在预算允许的情况下，在您的下一台 CNC 磨床上订购此选项可能是最好的选择。出于同样的原因，开纹、自锐砂轮对高温合金最有效，连续修整使砂轮始终保持锋利。磨削力降低，表面光洁度和精度得到提高，并且几乎不用担心对关键的航空航天、核能或医疗部件产生白层或其他类型的表面损坏。

如果您当前的砂轮是十几岁或以上，并且您有工作量来支持它，请购买专为要求苛刻的航空航天工作而设计的现代 CNC 磨床。凭借自动修整、集成零件测量、托盘更换和机器人零件处理等功能以及先进的多轴运动控制，当今的机床非常值得投资。如果您想成为一家高性能的研磨车间，这可能是一个完美的起点。

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