Adakah pemprosesan-siaran akan merosakkan struktur dalaman?

一, Prinsip teknikal: Masalah utama dengan-pemprosesan pemprosesan mesin
Tujuan utama pemprosesan-pasca ialah untuk meningkatkan kualiti permukaan, ketepatan dimensi atau kualiti mekanikal bahagian dengan memotong, menggilap, merawat haba dan kaedah lain. Objek yang diproses biasanya bahagian yang dibuat melalui prosedur seperti pembuatan aditif (AM), tuangan atau penempaan. Struktur dalaman bahagian ini mungkin mengandungi ciri-ciri berikut:
Kepincangan mikroskopik, keliangan seperti itu, kekurangan zon gabungan (LOF) pada bahagian yang dibuat menggunakan pembuatan bahan tambahan, atau keliangan yang mengecut dan retak pada bahagian tuang.
Tegasan sisa ialah ketegangan yang terkumpul di dalam objek akibat perubahan suhu atau fasa. Ini boleh menyebabkan objek bengkok atau berkecai selepas ia diproses.
Bahan kecerunan dan struktur butiran tidak-seragam ialah contoh organisasi tidak sekata yang mungkin mengubah cara bahan dialih keluar semasa pemprosesan.
Campur tangan dalam-pemprosesan selepas boleh mengubah suai struktur dalaman ini dengan tekanan mekanikal, kesan haba atau tindak balas kimia, mengakibatkan kemerosotan prestasi atau peningkatan risiko kegagalan.
2, Kesan dan kajian kes prosedur biasa
1. Pemotongan mekanikal: melepaskan tekanan dan mengaktifkan kecacatan
Apabila alat dan bahagian bersentuhan langsung semasa pemotongan mekanikal (pengilangan dan pusingan sedemikian), bahan dikeluarkan. Ini boleh menghasilkan perubahan berikut dalam struktur dalaman bahagian:
Pengagihan semula tegasan sisa: Daya pemotongan boleh menjejaskan keadaan tegasan permukaan bahagian dan berpotensi menyebabkan retakan mikro dalaman terbentuk. Sebuah syarikat pesawat, misalnya, memerhatikan bahawa tegasan baki bilah aloi titanium yang dibuat oleh pembuatan bahan tambahan berubah daripada -150MPa kepada +80MPa selepas pengilangan. Ini mengurangkan hayat keletihan mereka sebanyak 30%.
Pembiakan kecacatan: Getaran pemotongan boleh menyebabkan lubang kecil atau kawasan gabungan yang tidak lengkap di dalam bahan tumbuh menjadi rekahan besar. Kajian menunjukkan bahawa selepas-pengilangan kasar, keliangan komponen aloi aluminium yang dihasilkan menggunakan peleburan dasar serbuk laser (LPBF) meningkat daripada 0.5% kepada 1.2%, manakala keliatan patah berkurangan sebanyak 25%.
Jawapan:
Gunakan pemesinan ultra-kejituan (seperti satu-titik pusingan berlian) untuk merendahkan daya pemotongan. Lakukan rawatan haba (seperti penyepuhlindapan pelepasan tekanan) sebelum memotong untuk menyamakan tekanan dalaman. Optimumkan laluan alat untuk menjauhkan diri dari lokasi yang getaran cenderung terkumpul.
2. Rawatan haba: perubahan dalam organisasi dan kestabilan dimensi
Menukar keadaan fasa bahan melalui rawatan haba (pelindapkejutan, pembajaan dan tekanan isostatik panas) mungkin meningkatkan prestasi, tetapi ia juga boleh menyebabkan:
Ubah bentuk yang dihasilkan oleh transformasi fasa: Peningkatan isipadu yang berlaku semasa transformasi martensit boleh menyebabkan kepingan berubah bentuk. Selepas pengkarbonan dan pelindapkejutan, ralat profil gigi bagi gear kenderaan tertentu, misalnya, meningkat daripada ± 0.02mm kepada ± 0.05mm.
Keliangan teraruh terma (TIP): Selepas penekanan isostatik panas (HIP), liang gas lengai mungkin tumbuh semula di bahagian yang dibuat menggunakan bahan tambahan. Kajian menunjukkan bahawa pasca-HIP, jika tempoh penyepuhlindapan aloi Ti-6Al-4V melebihi 4 jam, keliangan mungkin meningkat sebanyak 0.3%.
Jawapan:
Menggunakan pelindapkejutan berperingkat atau pelindapkejutan isoterma untuk memerhatikan kadar perubahan fasa;
Untuk menghentikan TIP, perhalusi-parameter proses HIP (suhu, tekanan dan masa sedemikian).
Tekanan dilepaskan melalui proses "pemesinan kasar → rawatan haba → pemesinan ketepatan," yang menggabungkan rawatan haba dan pemesinan.
3. Mengukuhkan permukaan: tekanan mampatan sisa dan prestasi keletihan
teknik yang menguatkan permukaan, seperti pukulan peening dan rolling, menambah tekanan mampatan sisa, yang meningkatkan hayat keletihan. Walau bagaimanapun, teknik ini juga boleh menyebabkan:
Kerosakan pada permukaan: Penapisan pukulan yang terlalu banyak mungkin menyebabkan retakan mikro atau penghalusan butiran permukaan. Sebagai contoh, selepas pukulan peening, kekasaran permukaan aci enjin pesawat tertentu berubah dari Ra1.6 μ m kepada Ra0.4 μ m, manakala kedalaman sumber patah keletihan meningkat sebanyak 0.1mm.
Ketidakseimbangan kecerunan tegasan: Apabila lapisan tegasan mampatan sisa dan tegasan matriks tidak sepadan, ia mungkin menyebabkan penembusan. Kajian menunjukkan bahawa komponen aloi aluminium yang tertakluk kepada laser shock peening (LSP) terdedah kepada retak mikro pada antara muka apabila kedalaman tegasan mampatan sisa melebihi 0.5mm.
Jawapan:
Kawal keamatan pukulan peening (contohnya, dengan mengukur liputan sekeping ujian Almen); gunakan prosedur pengukuhan komposit (contohnya, pukulan peening dan rolling) untuk mengimbangi kecerunan tekanan; dan gunakan simulasi berangka untuk mencari parameter proses terbaik.
3, Pengurusan risiko: daripada mereka bentuk prosedur kepada memerhatikannya dalam talian
Industri perlu menyediakan sistem kawalan proses yang menyeluruh untuk mengehadkan kerosakan yang dilakukan oleh-pemprosesan kepada struktur dalaman.
Semasa peringkat reka bentuk proses, pilih gabungan proses-pemprosesan pasca yang sesuai dengan keperluan bahan, struktur dan prestasi bahagian. Sebagai contoh, pengilat HIP+elektrolitik adalah lebih baik daripada pengilapan mekanikal langsung untuk barangan yang dibuat dengan pembuatan bahan tambahan.
Gunakan analisis unsur terhingga (FEA) untuk mengetahui cara tekanan akan merebak dan cara benda akan berubah bentuk apabila ia sedang dimesin. Sebuah syarikat tertentu menggunakan simulasi untuk menambah baik tetapan pengilangan, yang memotong ubah bentuk pemesinan bahagian aloi titanium daripada 0.15mm kepada 0.03mm.
Peringkat pelaksanaan untuk pemprosesan:
Menggunakan alat pemantauan pintar seperti pancaran akustik dan penderia daya pemotongan untuk memberikan input masa-sebenar tentang cara pemesinan berjalan. Sebagai contoh, pembuat alat mesin tertentu mencipta "sistem pemotongan mudah suai," yang boleh menukar kadar suapan dengan cepat untuk mengelakkan getaran terlalu banyak.
Gunakan-kawalan gelung tertutup dan ubah parameter proses bergantung pada data daripada pengesanan dalam talian. Jika firma pesawat menggunakan interferometer laser untuk mengukur kekasaran permukaan dan kemudian melaraskan tekanan penggilap secara automatik.
Peringkat pemeriksaan kualiti:
Gunakan kaedah tidak-ujian memusnahkan (NDT) seperti X-ray computed tomography dan ujian ultrasonik untuk mencari masalah di dalam objek. Kajian mendedahkan bahawa CT perindustrian boleh mencari liang selebar 0.02mm dengan ketepatan 98%.
Sediakan rangkaian pemprosesan data ujian dan gunakan pembelajaran mesin untuk meneka berapa lama bahagian itu akan bertahan. Sebagai contoh, perniagaan tertentu boleh menggunakan data lepas untuk melatih model yang boleh menjangkakan kebarangkalian kerosakan gear gear enam bulan lebih awal.