Kaip pasiekti vidinės ertmės struktūros paviršiaus apdorojimą?

一, Techninis principas: Paviršiaus modifikavimas kombinuojant kelių fizinių laukų poveikį
Pagrindinis vidinių ertmių struktūrų paviršiaus apdorojimo tikslas yra padidinti našumą ir optimizuoti paviršiaus morfologiją mechaniniais, cheminiais ar sudėtiniais metodais. Yra trys pagrindinės techninių principų grupės:
Mechaninis pašalinimo tipas: naudojamas abrazyvinių dalelių mikro pjovimo efektas, kad pašalintų paviršiaus defektų sluoksnius. Pavyzdžiui, naudojant abrazyvinį poliravimo srautą metodą, naudojami pusiau -kieti polimeriniai abrazyvai, kurie teka esant slėgiui, kad tolygiai nupoliruotų sudėtingas struktūras, pvz., skersines skyles ir vidines ertmes, todėl paviršiaus šiurkštumas yra Ra0,1 μm.
Cheminio tirpinimo tipas: atliekant tokį cheminį tirpinimą, naudojamos elektrochemijos arba cheminės korozijos idėjos, kad būtų galima pasirinktinai pašalinti nelygumus nuo paviršiaus. Elektrolitinio poliravimo technologija kontroliuoja anodinio tirpimo tempą, kad paviršiaus mikro geometrinė morfologija būtų lygesnė. Taip pat susidaro stora oksido plėvelė, kad paviršius būtų atsparesnis korozijai. Apdorojant vidinę ertmę iš 316L nerūdijančio plieno, šiurkštumas gali sumažėti nuo Ra6 μm ​​iki Ra0,2 μm.
Sudėtinės armatūros tipas: Funkciškai surūšiuoto paviršiaus sudarymas naudojant fizinį nusodinimą ir cheminį modifikavimą. Pavyzdžiui, naudojant PVD (fizinio garų nusodinimo) technologiją, pelėsių ertmėje padengiama TiN danga. Ši danga yra iki 2200HV kieta ir tris kartus atsparesnė dilimui. Naudojant retųjų žemių infiltracijos technologiją, azotinimo proceso metu pridedami tokie elementai kaip Ce ir La, kad infiltracinis sluoksnis būtų 40% gilesnis, o tai labai pagerina atsparumą nuovargiui.
2, Proceso įgyvendinimas: tikslūs atsakymai kiekvienai situacijai
1. Gilių skylių vidinės ertmės poliravimas: naujoviškas abrazyvinio srauto technologijos panaudojimas
Tradicinės poliravimo procedūros netinka gilių skylių konstrukcijoms, pvz., orlaivių variklių mentėms ir automobilių degalų purkštuvų vidinėms įduboms, nes jas sunku pasiekti ir jos neveikia labai gerai. Abrazyvinio srauto technologija daro pažangą naudodama šias naujas idėjas:
Vidutinis optimizavimas: pusiau kietas abrazyvinis silicio karbido dalelių ir polimero nešiklio mišinys naudojamas siekiant užtikrinti, kad jis gali pjauti ir nebraižyti paviršiaus.
Kanalo dizainas: Naudodami skaičiavimo skysčių dinamiką (CFD) įrankių kanalui modeliuoti ir tobulinti, galime užtikrinti, kad abrazyvinio srauto greitis 0,3 mm mikroporose yra daugiau nei 95% vienodas.
Parametrų kontrolė: Pavyzdžiui, apdorojant tam tikro tipo turbinos mentės vidinę ertmę, po trijų ciklų (kiekvienas po 5 minutes) šiurkštumą galima sumažinti nuo Ra3,2 μm iki Ra0,4 μm. Slėgis yra 0,5 MPa, o srautas yra 15 mm / s.
2. Sudėtingam ertmės pašalinimui naudokite elektrocheminį ir mechaninį sudėtinį metodą.
Pašalindami šermenis nuo skersinių angų konstrukcijų, tokių kaip transmisijos vožtuvų korpusai ir hidraulinių vožtuvų blokai, turite rasti kompromisą tarp greičio ir kokybės. Įmonė sugalvojo „elektrocheminio šlifavimo ir šlifavimo srauto poliravimo“ procesą:
Elektrocheminis etapas: 10% NaCl tirpalas naudojamas kaip elektrolitas, o impulsinis maitinimo šaltinis, kurio dažnis yra 10 kHz ir 30% darbo ciklas, naudojamas pašalinti 90% įbrėžimų, kai srovės tankis yra 0,5 A/cm². Procedūra trunka ne ilgiau kaip 2 minutes.
Šlifavimo dalelių srauto stadijoje naudojamas 800 akių silicio karbido abrazyvas, skirtas poliruoti 2 minutes, esant 0,3 MPa slėgiui. Tai pašalina elektrocheminius likučius ir palieka Ra0,2 μm paviršiaus kokybę.
3. Ertmės vidaus atsparumas korozijai: naudojant tiek elektrolitinio poliravimo, tiek dengimo technologiją
Medicinos prietaisų implantų vidus, įskaitant protezavimo sąnarius, turi būti biologiškai suderinamas ir atsparus korozijai. Viena įmonė naudoja „elektrolitinio poliravimo + DLC (deimantų{2}}kaip anglies) dengimo“ procesą:
Elektrolitinis poliravimas: naudojant 15 V įtampą ir 20 A srovę 5 minutes fosforo rūgšties ir sieros rūgšties mišinio elektrolite, Ti6Al4V paviršiaus šiurkštumas sumažinamas nuo Ra1,6 μm iki Ra0,08 μm ir susidaro 100 nm storio oksido danga.
DLC danga: 2 μm storio DLC danga padengiama naudojant magnetroninio purškimo techniką. Imituojamoje kūno skysčio aplinkoje kietumas artėja prie 20 GPa, trinties koeficientas sumažėja iki 0,05, o atsparumas korozijai padidėja 10 kartų.
3. Naudojimas versle: dažni pavyzdžiai aukščiausios klasės{1}}gamybos sektoriuje
1. Aviacijos ir kosmoso sritis
Selektyvaus lazerinio lydymo (SLM) technologiją GE Aviation naudoja LEAP variklių kuro purkštukų gamybai. Padarytas vidinis srauto kanalas poliruojamas abrazyviniu srautu, kad paviršius būtų lygesnis (nuo Ra12 μm iki Ra0,8 μm), degalai tekėtų tolygiau (8 %), o variklis būtų efektyvesnis (1,5 %).
2. Automobilių gamybos versle
„Bosch“ sugalvojo naują būdą išvalyti ir poliruoti „Common Rail“ sistemos aukšto{0}}slėgio alyvos siurblio ertmę. Naudojamas ir ultragarsinis valymas, ir elektrolitinis poliravimas.
Ultragarsinis valymas: norėdami atsikratyti po apdirbimo likusio pjovimo skysčio, valykite 10 minučių 40 kHz dažniu ir 100 W galia.
Elektrolitinis poliravimas: 3 minutes naudokite fosfato-elektrolitą ir 12 V įtampą, kad 316 l nerūdijančio plieno ertmė taptų mažiau šiurkšti (nuo Ra2,5 μm iki Ra0,4 μm) ir pailgintumėte trukmę, kuri gali atlaikyti purškiamą druskos koroziją (nuo 2000 valandų).
3. Medicinos prietaisų sritis
„Johnson&Johnson DePuy Synthes“ gamina acetabulinius puodelius naudodama „elektrolitinio poliravimo + mikrolanko oksidacijos“ metodą.
Elektrolitinis poliravimas: sumažinkite Ti6Al4V pagrindo paviršiaus šiurkštumą nuo Ra3,2 μm iki Ra0,2 μm ir atsikratykite nesusiliejusių dalelių, susidariusių formuojant SLM.
Mikrolanko oksidacija: 20 μm storio oksidinė danga su hidroksiapatitu gaminama silikatiniame elektrolite, 5 minutes veikiant 300 V įtampą. Implanto išgyvenamumas yra 99,2%, o kaulo jungties stiprumas padidėja 40%.