Potražite 'Investiciono livenje inconel 718' i dobijete poplavu podataka: vlačna čvrstoća od 1400°F, odlično puzanje, otpornost na oksidaciju do 1300°C. Ono što ne dobijate je osećaj pucanja ljuske na devosak, ili trenutak potonuća kada izveštaj o NDT pokazuje slabe indikacije u kritičnom delu. List sa specifikacijama čini da zvuči kao riješen problem. Nije. To je pregovaranje s fizikom, a metal često ima posljednju riječ.
Legura nije problem. Proces je.
Svi se fiksiraju na sam Inconel 718 — kompoziciju, certifikate. Ali unutra investiciono livenje, legura je samo sirovina. Pravi izazov je putovanje od voska do gotovog livenja. 718 ima gadnu naviku da formira Lavesovu fazu, ta krhka intermetalna jedinjenja, ako očvršćavanje nije strogo kontrolisano. Ne možete ga samo sipati kao 304 nerđajući materijal. Termičke karakteristike su različite. Skupljanje je različito. Način na koji reaguje sa keramičkom školjkom je drugačiji.
Sjećam se serije za segment omotača turbine. Geometrija je bila tankih zidova, ali složena. Dobili smo savršenu hemiju, ali odljevci nisu prošli testiranje na lomljenje. problem? Koristili smo standardni sistem školjke - uobičajeni sloj za lice od topljenog silicijum dioksida. 718, na tim temperaturama izlijevanja, reagirao je s njim tek toliko da izazove degradaciju granice zrna na površini. Nije to bio veliki defekt, ali pod povećanjem se moglo vidjeti krtost. Specifikacije za shell ne spominju tu interakciju. To naučiš na teži način.
Eto gdje je 30 godina radnje Qingdao Qiangsenyuan Technology Co., Ltd. (QSY) dolazi u igru. Ne radi se samo o tome da imate peć; radi se o institucionalnoj memoriji za koju recepti ljuske rade sa legurama na bazi nikla. Njihova web stranica, tsingtaocnc.com, navodi njihov rad sa specijalnim legurama, ali pravo znanje je u njihovim procesnim listovima - podešavanja za temperature prethodnog zagrevanja i brzine izlivanja koje čine razliku između zvučnog livenja i otpada.
Vosak, školjka i ples termičke ekspanzije
Hajde da pričamo o ljusci. Za 718 se često udaljavate od standardnih sistema baziranih na silicijum dioksidu. Prešli smo na zaštitni sloj na bazi cirkona i rezervnu kopiju od aluminij-silikata. Zašto? Koeficijent toplinske ekspanzije. Potrebna vam je školjka da izdrži termički udar metala od ~1500°C, ali i da bude dovoljno slaba da se kasnije ukloni bez pribjegavanja nasilnim mehaničkim sredstvima koja bi mogla očvrsnuti površinu odljevka. To je balansiranje.
Korak deparatiranja je kritičan. Sa čelikom, autoklavska deparatizacija je jednostavna. Kod legure visokih performansi kao što je 718, gdje voštani uzorak može biti veći ili imati deblje dijelove, riskirate pucanje školjke od brzog pritiska pare ako ciklus nije podešen. Jednom smo izgubili cijelo stablo kalupa jer je ciklus autoklava bio previše agresivan. Ljuska je izgledala dobro, ali pukotine dopuštaju metalu da prodre, stvarajući masivne peraje i narušavajući točnost dimenzija. Sada često koristimo sporiju metodu brzog uklanjanja voska za kritične 718 poslove, iako to dodaje vrijeme.
Pečenje ljuske, ili predgrijavanje, je još jedna odluka. Sipajte u školjku koja je previše hladna i rizikujete da dobijete zabludu. Prevruće i možete preuveličati reakciju metalne ljuske i povećati veličinu zrna. Za kompleks Inconel 718 livenjem, obično ciljamo na prethodno zagrijavanje ljuske oko 1000°C, ali to je nakon dugog, sporog podizanja kako bismo otjerali sve hlapljive tvari bez šokiranja keramike. To nije broj koji se nalazi u udžbeniku; To je onaj do kojeg dolazite nakon nekoliko neuspjelih sipanja.
Ulaz, hranjenje i potraga za solidnošću
Hranjenje livenje inconel 718 je umjetnička forma. Njegov raspon smrzavanja nije tako širok kao kod nekih superlegura, ali su mu i dalje potrebni izdašni, vrući usponci. Sistem zatvaranja mora biti dizajniran tako da minimizira turbulenciju - turbulencija dovodi do inkluzija oksida, koji su fatalni u komponentama vazduhoplovstva. Sada koristimo kompjutersku simulaciju, ali su rane simulacije često bile previše optimistične. Pokazali bi savršeno punjenje i hranjenje. Pravi odljevak bi imao poroznost skupljanja u debeloj prirubnici.
Lekcija? Simulacija je vodič, a ne prorok. I dalje morate dodatno konstruisati dovode za 718. Često koristimo egzotermne dovodne navlake posebno formulirane za legure nikla kako bi uspon duže ostao vruć. Čak i tada, ponekad morate dodati malu hladnoću na strateškim mjestima kako biste prisilili usmjereno očvršćavanje prema usponu. To je taktilni proces pregleda i ponavljanja. Partner kao što je QSY, sa svojim dubokim iskustvom livenje u kalupe i investiciono livenje, obično ima biblioteku dokazanih dizajna vrata za različite porodice legura, što je velika prednost.
Nakon livenja, kapije i usponi su zver za uklanjanje. 718 se nevjerovatno brzo stvrdnjava. Ako ga pokušate piliti ili brusiti kao ugljični čelik, izgorjeti ćete oštrice i možda izazvati napukline. Abrazivno rezanje vodenim mlazom ili specijalizirane tračne pile s pravim posmakom i brzinom su neophodne. To je faktor troškova i vremena koji mnogi zaboravljaju uzeti u obzir u svojoj početnoj ponudi.
Toplinska obrada: gdje su svojstva napravljena (ili slomljena)
Ovo je najčešća tačka kvara u lancu snabdevanja. Dobijate prekrasan zvuk investiciono livenje. Zatim ga uništite u peći za termičku obradu. Za kovani 718 tretman je standardan: tretman rastvorom i starost. Za cast 718 je drugačije. Vi imate posla sa mikrostrukturom kao livenom, segregacijom i onim potencijalnim Lavesovim fazama.
Standardna praksa je prvo tretman homogenizacije—držanje na oko 1100°C satima da bi se rastvorio Laves i ujednačio sastav. Preskočite ovo ili uradite pogrešno, a kasnije starenje neće proizvesti tražene gama dvostruke precipitate ujednačeno. Rezultat? Nekonzistentna mehanička svojstva. Vidio sam da odljevci prolaze UT, ali nisu uspjeli na testovima zatezne serije jer je ciklus toplinske obrade bio zasnovan na specifikaciji kovanog materijala.
O kontroli atmosfere se ne može pregovarati. Vakum ili argon. Svaki kiseonik prisutan tokom visokotemperaturne homogenizacije će uzrokovati ozbiljnu površinsku oksidaciju i iscrpljivanje kritičnih legirajućih elemenata poput hroma. Ne skalirate samo površinu; Vi mijenjate metalurgiju kože. To smo saznali nakon što je serija izašla iz peći navodno inertne atmosfere s mutno sivom korom. Obrada je otkrila udubljenje. Brtva peći je bila ugrožena. Sada sa svakim tovarom šaljemo kupone svjedoka kako bismo potvrdili da je atmosfera čista.
Mašinska obrada i konačna prepreka
Ovo je mjesto gdje je integriran QSY model investiciono livenje i CNC obrada pokazuje svoju vrijednost. Obrada odlivaka 718 je drugačija životinja od obrade njegovog kovanog parnjaka. Tvrdoća može biti nedosljedna, a skriveno mikroskupljanje ili inkluzije mogu u trenu razbiti glodalicu od 200 dolara.
Ključ su stabilne, krute postavke i konzervativni rezovi. Ovdje ne idete na strojnu obradu velikom brzinom. Radi se o sporom i postojanom, sa obilnom rashladnom tečnošću za upravljanje toplotom i sprečavanje očvršćavanja površine. Geometrija alata je kritična—pozitivna grabulja, oštre ivice. Tupi alati samo razmazuju materijal i stvaraju prekomjernu toplinu.
Ono što je najvažnije, redoslijed strojne obrade mora biti planiran imajući na umu zaostalo naprezanje odljevka. Možda ćete trebati grubo, zatim ublažiti stres, a zatim završiti mašinu. Ako pokušate da ga sve skinete u jednom potezu, dio se može dramatično iskriviti nakon što se otkopča, čineći ga beskorisnim. To je konačan, pažljiv pregovor da se otkrije dimenzionalno savršen dio iz tog grubog odljeva u skali.
Dakle, koja je stvarna cijena?
Kada procjenjujete dobavljača za livenje inconel 718, ne kupujete samo kilograme metala. Kupujete njihovu istoriju kontrole procesa, njihovo metalurško razumijevanje i njihovu institucionalnu memoriju za rješavanje problema. Jeftina ponuda često dolazi iz trgovine koja je tretira kao nehrđajući čelik. Isporučit će dio koji izgleda ispravno, ali ne uspijeva na testiranju ili na terenu.
Vrijednost uspostavljenog operatera je u izbjegavanju tih katastrofalnih grešaka koje odlažu program. To je u saznanju da određeni dizajn kapije radi za tu specifičnu geometriju nosača, ili da je za određenu količinu keramičkog praha potrebno podesiti viskozitet suspenzije za 718. Ovo nije proizvodnja robe. To je više kao metalurgija po mjeri. Pravi trošak je sigurnost da će dio djelovati pod uvjetima koje specifikacija tako pouzdano opisuje. A ta sigurnost je izgrađena na temeljima prošlih grešaka, naučenih lekcija i teško stečene mudrosti u radnji.
