'합금 정밀 가공'이라는 말을 들으면 대부분의 사람들은 공차가 미크론 미만인 최신 5축 CNC 기계로 바로 달려갑니다. 물론 그것은 일부이지만 쉬운 부분입니다. 실제 이야기는 도구 경로 이전, 즉 재료 자체에서 시작됩니다. 나는 누군가가 단지 '단단한 강철'이라고 생각하여 Inconel 718 또는 Hastelloy C-276 블록을 주문했기 때문에 너무 많은 프로젝트가 실패하는 것을 보았습니다. 그렇지 않습니다. 그것은 완전히 다른 짐승이고 그것을 가공하는 것은 명령이 아니라 협상입니다.
재단: 캐스팅부터 시작됩니다
재고를 얻는 방법에 대해 이야기하지 않고는 이국적인 합금 가공에 대해 이야기할 수 없습니다. 공장에서 완벽한 빌렛을 만드는 것도 중요하지만, 특히 밸브나 터보 기계와 같은 산업의 복잡한 구성 요소 중 상당수는 주조로 시작됩니다. 여기서 주조소와 기계 공장 간의 관계가 중요해집니다. 일관되지 않은 입자 구조 또는 숨겨진 미세 다공성으로 인해 제대로 작동하지 않는 주조는 기계 기술자가 아무리 훌륭하더라도 도구와 일정을 망치게 됩니다.
나는 몇 년 전 이중 스테인레스로 된 일련의 펌프 하우징 작업을 기억합니다. 요구되는 인쇄물 합금 정밀 가공 모든 밀봉면에. 주물은 공정이 아닌 가격에 초점을 맞춘 공급업체로부터 공급되었습니다. 시각적으로는 괜찮았습니다. 그러나 첫 번째 거친 황삭 과정에서 우리는 모래가 포함된 것을 발견했습니다. 그리고 또 다른. 인서트가 미친 듯이 부서졌습니다. 우리는 실제로 주물을 가공하는 것보다 주물을 검사하고 용접/수리하는 데 더 많은 시간을 소비했습니다. 교훈은 잔혹했습니다. 가공 능력은 원자재 품질에 따라 결정됩니다. 이것이 바로 통합 운영이 우위를 점하는 이유입니다. 주조와 가공을 모두 관리하는 회사 칭다오창센위안과기유한회사(QSY), 처음부터 프로세스를 정렬할 수 있습니다. 쉘 및 인베스트먼트 주조 분야에서 30년 동안 종사했다는 것은 패턴 단계부터 제조 가능성을 위한 부품을 구축하고 있다는 것을 의미하며, 이는 기계 기술자에게 큰 이점입니다.
이 시너지 효과는 협상할 수 없습니다. 특수 합금. 낭비되는 재료의 엄청난 비용을 절약하기 위해 거의 순 모양으로 주조되는 코발트 또는 니켈 기반 합금의 경우 주조의 무결성이 가장 중요합니다. 내부 결함은 $200 엔드밀의 지뢰가 됩니다.
툴링 댄스: 보편적인 솔루션은 없습니다
마법의 '초합금' 인서트 재종은 없습니다. 무언가를 팔고 있다고 주장하는 사람. 인코넬 625와 같은 니켈 기반 합금을 가공하는 것은 Stellite 6과 같은 코발트-크롬 합금을 다루는 것과는 다른 세계입니다. 전자는 경화층 아래로 들어가기 위해 미친 듯이 경화되고 지속적이고 공격적인 결합을 요구합니다. 후자는 마모에 관한 것입니다. 그것은 단지 당신의 최첨단을 천천히 갈아서 덩어리로 만들 것입니다.
우리는 값비싼 시행착오를 통해 이것을 배웠습니다. Stellite의 밸브 시트 배치를 위해 우리는 니켈 합금용 표준 고성능 초경으로 시작했습니다. 도구 사용 시간은 약 15분 정도였습니다. 훨씬 더 단단하고 내마모성이 뛰어난 모재와 더 날카로운 모서리 준비가 포함된 재종으로 전환했습니다. 수명이 세 배로 늘어났습니다. 돌이켜보면 간단해 보이지만 그 스위치에는 사고의 전환이 필요했습니다. 우리는 절단이 아니라 제어된 파쇄에 더 가깝습니다. 여기에서도 냉각수 압력과 공급이 가장 중요합니다. 관통 스핀들 시스템은 사치품이 아닙니다. 이것이 열 축적을 방지하고 연마 칩을 씻어낼 수 있는 유일한 방법입니다.
도구만큼 중요한 것은 설정입니다. 강성은 단순한 권장 사항이 아닙니다. 그것은 법이다. 코발트 합금의 떨림은 마감을 망칠 뿐만 아니라 전파될 수 있는 균열을 일으키게 됩니다. 우리는 마감 작업 전용으로 콜릿 척 없이 모놀리식 공구 홀더를 사용합니다. 이미 20시간의 가공 시간이 소요된 부품을 폐기하는 것과 비교할 때 추가 비용은 중요하지 않습니다.
속도와 안정성: 영원한 균형
이러한 재료의 교과서 공급 및 속도는 종종... 낙관적입니다. 아니면 이상적인 조건, 완벽한 클램핑, 새로운 공작 기계를 위한 것입니다. 작업 현장에서 다시 전화를 겁니다. 나는 이론적인 SFM의 70%로 실행하여 예측 가능하고 신뢰할 수 있는 8시간의 공구 수명을 얻는 것이 금속 제거율을 최대화하여 오전 3시에 공구가 치명적으로 고장나는 것보다 낫습니다. 일관성이 원시 속도보다 중요합니다. 정밀 가공. 목표는 속도 경주에서 승리하는 것이 아니라 보어에서 10분의 1(.0001) 공차를 달성하는 것입니다.
인간적 요소: 데이터와 본능
CNC 가공은 자동화되어 있지만 합금 가공은 그렇지 않습니다. 프로그래머는 G 코드뿐만 아니라 재료의 동작을 이해해야 합니다. 작업자는 컷을 들어야 합니다. 니켈 합금이 경화되기 시작하는 소리에는 특정한 고음의 윙윙거리는 소리가 나므로 지금 조정해야 합니다. 칩의 색상과 형태를 관찰합니다. 스테인레스에 블루칩이? 너무 덥습니다. 인코넬에 길고 끈끈한 칩이 있습니까? 칩 브레이커가 작동하지 않습니다. 새 둥지를 준비하고 다시 자르십시오.
이것은 광범위한 물질적 기반의 경험이 성과를 거두는 곳입니다. 주철부터 초합금까지 모든 것을 취급하는 작업장은 본능의 라이브러리를 개발합니다. 그들은 316L 스테인레스가 공구에 '점착'되는 경향이 있어 다른 경사각이 필요하다는 것을 알고 있습니다. 그들은 가공 전에 티타늄 합금 주물을 예열하면 응력을 완화하고 가공 후 변형을 방지할 수 있다는 것을 알고 있습니다. 이것이 항상 매뉴얼에 있는 것은 아닙니다. 그것은 현장의 공유된 지식에 있습니다. QSY와 같은 회사는 역사를 가지고 있습니다. 주철, 강철, 스테인레스강, 특수합금, 아마도 30년에 걸쳐 구축된 부족 지식의 깊이를 가지고 있을 것입니다. 새 기계로는 살 수 없는 종류의 물건입니다.
문서화는 중요하지만 개인적인 것입니다. 우리는 모든 합금 작업에 대한 실행 시트를 보관합니다. 최종 성공 매개변수뿐만 아니라 실패한 시도도 마찬가지입니다. 인서트 재종 XYZ를 사용해 보았지만 치핑으로 인해 0.015 DOC에서 실패했습니다. 이 메모를 통해 다음 사람의 툴링 비용과 4시간의 가동 중지 시간을 절약할 수 있습니다.
상황에 맞는 정확성: 실제로 무엇을 만들고 있나요?
정밀도는 추상적인 숫자가 아닙니다. 부품의 기능에 따라 정의됩니다. 터빈 블레이드의 에어포일 프로파일에는 엄청난 공차가 쌓일 수 있지만 장착 플랜지는 상대적으로 느슨할 수 있습니다. 밸브 부품의 정밀도는 밀봉 표면과 보어 동심도에 달려 있습니다. 다른 기능은 덜 중요할 수 있습니다. 그에 따라 가공 전략과 공차 예산을 할당하십시오.
저는 하스텔로이 C-22를 사용하여 대형 임펠러인 화학 처리 펌프 부품 작업을 했습니다. 베인의 치수 공차는 엄격했지만 실제 문제는 내부 통로의 표면 마감이었습니다. 잘못된 도구 제어로 인한 미세 구멍은 부식 및 균열이 시작되는 장소가 됩니다. 우리는 전체 황삭 사이클보다 마무리 패스를 위한 도구 경로 최적화에 더 많은 시간을 투자했습니다. 는 CNC 가공 전략은 최종 표면 무결성 요구 사항을 거꾸로 구축했습니다.
주조와 가공의 통합이 그 가치를 다시 보여주는 곳입니다. 주조소에서 복잡한 내부 통로의 표면을 더 매끄럽게 주조할 수 있다면 기계공의 작업을 달성할 수 있게 됩니다. 그렇게 할 수 없다면 EDM을 살펴보거나 손으로 연마하는 방법을 택할 수도 있는데, 이는 비용과 일정을 크게 떨어뜨립니다. 시스템 문제입니다.
결론: 변수 제어
결국엔 성공 합금 정밀 가공 가능한 한 많은 변수를 제어하는 것입니다. 스톡 바든 복잡한 주조물이든 원료의 품질과 일관성을 제어하는 것부터 시작합니다. 일반 원칙이 아닌 특정 합금 거동을 기반으로 툴링 및 매개변수를 선택하여 프로세스를 제어합니다. 엄격한 설정과 효과적인 냉각으로 환경을 제어할 수 있습니다. 그리고 데이터를 해석하고 대응할 수 있는 숙련된 사람들과 함께 결과를 제어할 수 있습니다.
이는 결코 설정하고 잊어버리는 작업이 아닙니다. 항상 새로운 합금 변형, 더 복잡한 형상, 더 엄격한 공차가 있습니다. 코발트 기반 합금의 인쇄에서 기능성 부품을 안정적으로 납품할 수 있는 지속적인 작업장은 용융부터 최종 검사까지 전체 체인을 존중하는 작업장입니다. 그들은 기계만 소유한 것이 아닙니다. 그들은 프로세스를 소유하고 있습니다. 그리고 그 과정은 솔직히 당신이 실제로 지불하는 것입니다.
