IMTS 2018: Dominando Rodas de Retífica Avançadas para Superligas Aeroespaciais

Obtenha entendimento mais profundo de como melhor retificar materiais de superliga. Se você está participando da IMTS este ano, tome nota das múltiplas sessões de conferência focadas em retífica de alto desempenho — e veja técnicas que ajudarão em suas operações de usinagem diárias.

Usadas amplamente nos setores aeroespacial e de energia, metais como Inconel 718, Hastelloy C-276 e Monel K500 são tanto resistentes a temperatura quanto corrosão, com propriedades mecânicas muito superiores a seus primos de aço fraco.

"Superligas à base de níquel, que constituem mais de 40 por cento do peso total de um motor de aeronave, encontram aplicações nas seções de combustor e turbina do motor", nota Dr. K. Philip Varghese, líder de grupo de engenharia de aplicações avançadas na Norton | Saint Gobain, em descrição de apresentação de conferência IMTS 2018. "Seu uso é primariamente devido à combinação única de resistência a alta temperatura, tenacidade e resistência à degradação em ambiente extremo." Varghese está apresentando "Retífica de Alto Desempenho de Superligas à Base de Níquel" na quarta-feira, 12 de setembro, às 10h na IMTS em Chicago.

Infelizmente, essas superligas também são bastante desafiadoras para retificar. Endurecimento por trabalho é comum devido às altas pressões envolvidas, e a condutividade térmica ruim da maioria das superligas significa que calor na zona de retífica é alto, possivelmente danificando a peça se não controlado. Isso também pode significar que peças devem ser permitidas esfriar e "desestressar" entre operações de desbaste e acabamento.

Onde aço B1112 tem índice de usinabilidade de 100 por cento, a maioria dos Inconels ficam em 12 por cento, e o L-605 de alto cobalto (também conhecido como Haynes 25) fica em apenas 9 por cento de usinabilidade. Adicionando insulto à injúria, retífica é tipicamente um dos últimos processos realizados em uma peça. Datas de entrega do cliente podem facilmente derrapar no evento de peças sucateadas ou outros atrasos de produção. Seja retífica de superfície, cilíndrica ou centerless, trabalhar com esses supermateriais pode ser assustador.

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Tipos de Rodas de Retífica: Selecionando a Roda Certa para Superligas

Felizmente, existem várias formas de se tornar uma oficina de retífica de alto desempenho, começando com seleção das melhores rodas de retífica. Muitos especialistas sugerem que parâmetros usados para retificar aço são igualmente aplicáveis a superligas. Isso por sua vez sugere que roda de óxido de alumínio — preferida para retificar aços carbono e ligados — é a primeira escolha para superligas. Este é bom conselho, embora a maioria dos fornecedores de rodas de retífica ofereça produtos premium especificamente desenhados para materiais à base de níquel. Estes são geralmente mistura cerâmica-alúmina, que devido a ligação frágil mas forte geram calor mínimo e são largamente auto-afiadoras.

"Apenas rodas abrasivas específicas que podem remover material em baixa potência/forças limiar e consumir menor energia específica na retífica dessas superligas, podem sobreviver aos objetivos conflitantes de maior produtividade assim como maior vida da roda em processo HPG [retífica de alto desempenho]", nota Varghese.

Como superligas são gomosas e tendem a carregar a roda, este é atributo importante. Também importante é necessidade de grão aberto, que ajuda a eliminar acúmulo de calor que leva a trincas térmicas e microtrincas. Pior caso, uma roda que carrega e esfrega a superfície da peça em vez de cortá-la pode causar o que é conhecido como camada branca, grande não-não no mundo aeroespacial porque reduz integridade superficial do material.

Claro, seleção de roda de retífica depende de muitos fatores. Operações de retífica de superfície comportam diferente que retífica cilíndrica — e retífica cilíndrica comporta diferente que creep feed ou centerless. A superliga real sendo usinada e a quantidade de remoção de material também jogam papel — onde roda de CBN vitrificado pode funcionar melhor para desbaste de forma de engrenagem cônica em titânio, creep feed retificando forma de raiz em lâmina de turbina de Inconel frequentemente pede cerâmica avançada.

O Papel do Refrigerante e Fluidos de Corte em Retífica de Máquina de Alto Desempenho

Assim como grão aberto, roda frágil é bom lugar para começar ao retificar superligas, também é fluido de corte solúvel em água de alta qualidade, bem filtrado e mantido, preferencialmente com aditivos de enxofre e/ou cloro para fornecer lubrificidade. Isso assegurará remoção máxima de material sem risco de dano superficial induzido por calor. Dito isso, certifique-se de verificar com seu cliente sobre uso de fluidos de corte baseados em enxofre e cloro, pois algumas empresas aeroespaciais restringem seu uso devido à possibilidade de corrosão intragranular.

No caso de rodas CBN, porém, ou onde cliente proíbe uso de certos óleos solúveis em água, óleo reto deve ser usado, embora isto seja admitidamente não tão efetivo em remover calor quanto refrigerante à base de água. Qualquer que seja o fluido, sua velocidade deve exceder a da velocidade da roda medida na superfície da peça. E se retificando forma especial, formato do bico deve combinar com aquela forma para fornecer 100% de cobertura. Finalmente, como retífica tende a quebrar fluidos em partículas microscópicas, e porque estas partículas podem ser cancerígenas, sempre use sistema de filtração de ar dimensionado corretamente para segurança do operador.

Escolha o Vestidor de Roda de Retífica de Suporte Certo

Como superligas empurram limites de qualquer processo de retífica, a janela de eficácia da roda é frequentemente bem pequena. Pode portanto ser necessário trocá-las em processo, pois a ligação, grão e dureza usados para desbaste possivelmente serão completamente inúteis para acabamento de precisão. Como qualquer operador de máquina de retífica sabe, trocas de roda são fato da vida, mas para propósitos de produção uma máquina com capacidades de troca automática de roda trará você um grande passo mais perto de throughput ótimo.

Outro grande passo é vestimento contínuo de roda. Anexos aftermarket existem, embora encomendar esta opção no seu próximo retificador CNC seja provavelmente a melhor aposta, orçamento permitindo. Pelas mesmas razões que rodas de grão aberto, auto-afiadoras são mais efetivas com superligas, vestimento contínuo deixa a roda afiada o tempo todo. Forças de retífica são reduzidas, acabamento superficial e precisão são melhorados, e há pouca preocupação sobre criar camadas brancas ou outros tipos de dano superficial a componente crítico aeroespacial, nuclear ou médico.

Se sua roda de retífica atual está na adolescência ou mais velha e você tem carga de trabalho para suportar, invista em retificador CNC moderno desenhado especificamente para trabalho aeroespacial exigente. Com recursos como auto-vestimento, medição integrada de peça, troca de palete e manuseio robótico de peça — e controle de movimento multieixo avançado, ferramentas de máquina de hoje valem bem o investimento. Se você quer ser oficina de retífica de alto desempenho, este pode ser o lugar perfeito para começar.

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