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新刀具和新技术应对航空难加工材料
刘亚威

2017-12-11 | 聚焦

据制造工程杂志2017年11月28日刊文,航空制造中高强、轻质和防腐是关键的材料特性,但这些特质也让航空材料难以加工。为此,绿叶公司为刀具提供了一款新陶瓷,山德维克·可乐满建议加工新型复杂钛合金的诀窍是慢,而RobbJack为碳纤维增强塑料(CFRP)复合材料设计了一个钻刀。

在刀具方面,绿叶公司拥有一款新的相增韧陶瓷,XSYTIN-1,用于难加工镍基和铬基材料。绿树技术团队和市场全球总监表示:“这是一款不同的陶瓷,也是业内首款这样的陶瓷。其优势是强度极高,横向断裂强度比晶须增韧陶瓷高很多,晶须增韧陶瓷一般认为是市场上强度最高的陶瓷。”

XSYTIN-1特别适用于航空工业,因为制造喷气发动机的材料有高的拉伸强度,会对刀具材料的微观几何形态施加很高压力。新材料还是热稳定的,阻止热循环和后续铣削中的裂纹。“由于XSYTIN-1强度很高,允许我们使用比传统上利用其它陶瓷更高的进给速度。这就意味着可以更好地管理温度,刀具寿命变得更好预测。”

对航空结构组件来说,山德维克·可乐满的全球工程产品办公室经理表示:“见过许多复杂钛合金零件,特别是Ti-1023、Ti-5553和贝塔钛合金,这些都拥有高强度,并且轻质和防腐,而且非常难加工。要考虑的是如何接近零件,需要注意速度并且像镍基材料一样慢。”他建议以75-100sfm(23-30smm)的速度铣削复杂钛合金。

对CFRP增强的材料,Robbjack公司拥有一把多晶金刚石W尖的钻刀。如图所示,W尖钻刀在CFRP增强材料切出了干净的孔,常规刀具的结果是粗糙的边缘。公司工程副总裁表示:“我们就像碳化物那样使用放电研磨给金刚石开槽。这是很新的技术,允许我们获得在碳化物上研磨的优势,而现在是在金刚石上。”过去,不是用一个铜焊进碳化物的金刚石平面,就是研磨一个路径然后将金刚石烧结在刀具的一个薄区域内。“现在可以获得100%多晶金刚石的固体刀尖,我们可以像碳化物那样研磨它。”

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