Полировка с низкой пластичностью - Low plasticity burnishing - Wikipedia

Полировка с низкой пластичностью (LPB) - это метод улучшения металла, обеспечивающий глубокую стабильную поверхность при сжатии. остаточные напряжения с небольшой холодной работой для улучшения устойчивость к повреждениям и усталость металла продление жизни. Улучшенный беспокойство Были задокументированы характеристики усталостной коррозии и коррозии под напряжением даже при повышенных температурах, когда ослабляется сжатие от других процессов улучшения металла. Полученный в результате глубокий слой остаточного напряжения сжатия также показал улучшение характеристик многоцикловой усталости (HCF) и малоцикловой усталости (LCF).

История

В отличие от LPB, традиционные полировальные инструменты состоят из твердого круга или неподвижного шарика со смазкой, вдавливаемого в поверхность асимметричной заготовки с силой, достаточной для деформации поверхностных слоев, как правило, на токарном станке. Процесс выполняет несколько проходов по обрабатываемым деталям, обычно при возрастающей нагрузке, для улучшения качества поверхности и преднамеренной холодной обработки поверхности. Роликовая и шариковая шлифовка изучалась в России и Японии и наиболее широко применялась в СССР в 1970-х годах. Для увеличения усталостной долговечности используются различные методы полировки, особенно в Восточной Европе. Документально подтверждены улучшения HCF, коррозионной усталости и SCC, причем повышение усталостной прочности связано с улучшенной отделкой, образованием сжимающегося поверхностного слоя и повышенным пределом текучести холодной обработанной поверхности.

LPB был разработан и запатентован Лямбда Технологии в Цинциннати, штат Огайо, в 1996 году. С тех пор LPB был разработан для обеспечения сжатия в широком спектре материалов с целью смягчения поверхностных повреждений, включая фреттинг, коррозия, коррозионное растрескивание под напряжением (SCC) и повреждение посторонним предметом (FOD) и используется для помощи в ежедневных операциях по ТОиР. На сегодняшний день LPB является единственным методом улучшения металла, применяемым при непрерывном управление технологическим процессом с обратной связью и успешно применяется для газотурбинных двигателей, поршневых двигателей, воздушных винтов, стареющих конструкций самолетов, шасси, контейнеров для ядерных отходов, биомедицинских имплантатов, вооружения, оборудования для фитнеса и сварных соединений. В этих приложениях использовались компоненты на основе титана, железа, никеля и стали, и они показали улучшенную устойчивость к повреждениям, а также характеристики многоцикловой и малоцикловой усталости на порядок.

Как это устроено

Базовый инструмент LPB - это шар, колесо или другой аналогичный наконечник, поддерживаемый сферическим гидростатический подшипник. Инструмент можно держать в любом ЧПУ станком или промышленными роботами, в зависимости от области применения. Охлаждающая жидкость станка используется для создания давления в подшипнике с помощью непрерывного потока жидкости для поддержки шара. Мяч не касается механический подшипник сиденье даже под нагрузкой. В нормальном состоянии шар нагружается на поверхность детали с помощью гидравлического цилиндра, который находится в корпусе инструмента. LPB может выполняться совместно с операциями обработки стружки на одном обрабатывающем инструменте с ЧПУ.

Шарик катится по поверхности детали по шаблону, заданному в коде ЧПУ, как и при любой операции обработки. Траектория инструмента и приложенное нормальное давление предназначены для создания распределения остаточного напряжения сжатия. Форма распределения предназначена для противодействия приложенным напряжениям и оптимизации характеристик усталостной коррозии и коррозии под напряжением. Поскольку к мячу не применяется сдвиг, он может катиться в любом направлении. Когда шар катится по детали, давление шара вызывает Пластическая деформация возникать на поверхности материала под мячом. Поскольку основная масса материала ограничивает деформируемую область, деформированная зона остается в состоянии сжатия после прохождения мяча.

Преимущества

Процесс LPB включает уникальный и запатентованный способ анализа, проектирования и тестирования металлических компонентов с целью разработки уникальной обработки металла, необходимой для повышения производительности и снижения усталости металла, SCC и коррозионная усталость неудачи. Lambda изменяет процесс и инструменты для каждого компонента, чтобы обеспечить наилучшие возможные результаты и гарантировать, что устройство достигает каждого дюйма на компоненте. При такой практике настройки вместе с системой управления процессом с обратной связью LPB показал максимальное сжатие 12 мм, хотя в среднем составляет около 1-7 + мм. Было даже показано, что LPB обладает способностью производить сжатие по всей толщине лопаток и лопаток, значительно увеличивая их устойчивость к повреждениям более чем в 10 раз, эффективно уменьшая большинство FOD и сокращая требования к проверкам. Во время этого процесса материал не удаляется, даже при устранении коррозионных повреждений. LPB сглаживает неровности поверхности во время обработки, оставляя улучшенную, почти зеркальную поверхность, которая выглядит намного лучше и лучше защищена, чем даже недавно изготовленный компонент.

Холодная обработка

В холодная работа производимый этим процессом обычно минимален, как и холодная обработка, производимая лазерная обработка, всего несколько процентов,^[1] но намного меньше, чем дробеструйная обработка, гравитационное упрочнение или, глубокая прокатка. Холодная обработка особенно важна, потому что чем выше холодная обработка на поверхности компонента, тем более уязвимой к повышенным температурам и механической перегрузке будет этот компонент и тем легче ослабнет полезное остаточное сжатие поверхности, что сделает обработку бессмысленной. Другими словами, компонент, подвергшийся сильной холодной обработке, не будет удерживать сжатие, если он вступит в контакт с очень высокой температурой, например, двигатель, и будет таким же уязвимым, как и при запуске. Таким образом, LPB и лазерное упрочнение выделяются в индустрии улучшения поверхности, потому что они оба термически стабильны при высоких температурах. Причина, по которой LPB производит такой низкий процент холодных работ, заключается в вышеупомянутом управлении процессом с обратной связью. Обычные процессы дробеструйной обработки связаны с некоторыми предположениями и совсем не точны, поэтому процедуру приходится выполнять несколько раз на одном компоненте. Например, дробеструйное упрочнение, чтобы обеспечить обработку каждого пятна на компоненте, обычно требует покрытия от 200% (2T) до 400% (4T). Это означает, что при покрытии 200% (2T) 5 или более ударов происходят в 84% местоположений, а при покрытии 400% (4T) это значительно больше. Проблема в том, что одна область будет поражена несколько раз, тогда как область рядом с ней будет поражена меньше раз, что приведет к неравномерному сжатию поверхности. Это неравномерное сжатие приводит к тому, что весь процесс легко «отменяется», как упоминалось выше. LPB требует всего одного прохода с инструментом и оставляет глубокое, равномерное, полезное напряжение сжатия.

Процесс LPB может быть выполнен на месте в магазине или на месте на самолетах с помощью роботов, что упрощает внедрение в повседневные процедуры технического обслуживания и производства. Этот метод применяется в условиях непрерывного управления процессом с обратной связью (CLPC), обеспечивая точность в пределах 0,1% и немедленно предупреждая оператора и QA, если границы обработки превышены. Ограничением этого процесса является то, что для каждого приложения необходимо разрабатывать разные коды обработки ЧПУ, как и для любой другой задачи обработки. Другая проблема заключается в том, что из-за ограничений размеров может оказаться невозможным создание инструментов, необходимых для работы с определенной геометрией, хотя это еще не проблема.

Смотрите также

внешняя ссылка

[1] ttp://www.lambdatechs.com/laser-shock-peening.html

[1]