사후 처리로 인해-내부 구조가 손상되나요?

一, 기술 원리: 후가공 기계 처리의 주요 문제점-
후가공의 주요 목적은{0}}절단, 연마, 열처리 및 기타 방법을 통해 부품의 표면 품질, 치수 정확도 또는 기계적 품질을 향상시키는 것입니다. 가공된 물체는 일반적으로 적층 가공(AM), 주조 또는 단조와 같은 절차를 통해 만들어진 부품입니다. 이러한 부품의 내부 구조에는 다음과 같은 기능이 포함될 수 있습니다.
다공성, 적층 제조를 사용하여 만든 부품의 LOF(융합 영역) 부족, 주조 부품의 다공성 감소 및 균열과 같은 미세한 결함.
잔류 응력은 온도나 위상 변화로 인해 물체 내부에 형성되는 장력입니다. 이로 인해 물체가 처리된 후 구부러지거나 부서질 수 있습니다.
그라데이션 재료와-균일하지 않은 입자 구조는 가공 중에 재료가 제거되는 방식을 변화시킬 수 있는 고르지 않은 조직의 예입니다.
후처리에 개입하면{0}}기계적 압력, 열 영향 또는 화학 반응으로 이러한 내부 구조가 수정되어 성능이 저하되거나 고장 위험이 증가할 수 있습니다.
2, 일반적인 시술의 효과 및 사례 연구
1. 기계적 절단: 스트레스 해소 및 결함 활성화
기계적 절단(예: 밀링 및 터닝) 중에 공구와 부품이 직접 접촉하면 재료가 제거됩니다. 이로 인해 부품의 내부 구조가 다음과 같이 변경될 수 있습니다.
잔류 응력 재분배: 절삭력은 부품의 표면 응력 상태에 영향을 미칠 수 있으며 잠재적으로 내부 미세 균열이 형성될 수 있습니다. 예를 들어, 한 항공기 회사는 적층 가공으로 만든 티타늄 합금 블레이드의 잔류 응력이 밀링 후 -150MPa에서 +80MPa로 감소하는 것을 관찰했습니다. 이로 인해 피로 수명이 30% 단축되었습니다.
결함 전파: 절단 진동으로 인해 재료 내부의 작은 구멍이나 불완전한 융합 영역이 큰 균열로 커질 수 있습니다. 연구에 따르면 황삭 밀링 후-LPBF(레이저 분말층 용융)를 사용하여 생산된 알루미늄 합금 부품의 다공성은 0.5%에서 1.2%로 증가하는 반면 파괴 인성은 25% 감소합니다.
답변:
절삭력을 낮추려면 초정밀 가공(예: 단일점-다이아몬드 선삭)을 사용하세요. 내부 응력을 균일하게 하기 위해 절단하기 전에 열처리(예: 응력 제거 어닐링)를 수행하십시오. 진동이 쌓이기 쉬운 위치에서 벗어나도록 공구 경로를 최적화하십시오.
2. 열처리 : 치수의 조직 및 안정성의 변화
열처리(예: 담금질, 템퍼링, 열간 등압 성형)를 통해 재료의 상 상태를 변경하면 성능이 향상될 수 있지만 다음과 같은 원인이 될 수도 있습니다.
상 변태로 인한 변형: 마텐자이트 변태 중에 발생하는 부피 증가로 인해 조각의 모양이 바뀔 수 있습니다. 예를 들어, 침탄 및 담금질 후 특정 차량 기어의 치형 오차는 ±0.02mm에서 ±0.05mm로 증가했습니다.
열 유도 다공성(TIP): 열간 등압 성형(HIP) 후에 첨가제를 사용하여 만든 부품에서 불활성 가스 기공이 다시 성장할 수 있습니다. 연구에 따르면 HIP 이후-Ti-6Al-4V 합금의 어닐링 기간이 4시간을 초과하면 다공성이 0.3% 증가할 수 있습니다.
답변:
단계적 담금질 또는 등온 담금질을 사용하여 상 변화 속도를 주시합니다.
TIP를 중지하려면{0}}HIP 프로세스 매개변수(예: 온도, 압력, 시간)를 미세 조정하세요.
열처리와 가공이 결합된 "황삭가공 → 열처리 → 정밀가공"의 과정을 통해 응력이 배출됩니다.
3. 표면 강화 : 잔류 압축 응력 및 피로 성능
쇼트 피닝, 롤링 등 표면을 강화하는 기술은 잔류 압축 응력을 추가하여 피로 수명을 늘립니다. 그러나 이러한 기술로 인해 다음이 발생할 수도 있습니다.
표면 손상: 쇼트 피닝을 너무 많이 하면 미세 균열이나 표면 입자 미세화가 발생할 수 있습니다. 예를 들어, 쇼트 피닝 이후 특정 항공기 엔진 샤프트의 표면 거칠기는 Ra1.6μm에서 Ra0.4μm로 증가한 반면, 피로 파괴 원인의 깊이는 0.1mm 증가했습니다.
응력 구배 불균형: 잔류 압축 응력층과 매트릭스 응력이 일치하지 않으면 박리가 발생할 수 있습니다. 연구에 따르면 레이저 충격 피닝(LSP)을 받은 알루미늄 합금 부품은 잔류 압축 응력 깊이가 0.5mm를 초과할 때 경계면에서 미세 균열이 발생하기 쉽습니다.
답변:
쇼트 피닝의 강도를 제어합니다(예: Almen 시험편의 적용 범위 측정). 응력 구배의 균형을 맞추기 위해 복합 강화 절차(예: 쇼트 피닝 및 롤링)를 사용합니다. 수치 시뮬레이션을 사용하여 최상의 프로세스 매개변수를 찾습니다.
3, 위험 관리: 절차 설계부터 온라인 감시까지
업계에서는 후처리가 내부 구조에 미치는 피해를 제한하기 위해 철저한 공정 제어 시스템을 구축해야 합니다.-
프로세스 설계 단계에서는 부품의 재료, 구조 및 성능 요구 사항에 맞는 후처리 프로세스를 혼합하여 선택하세요.{0}} 예를 들어, 적층 가공으로 만든 품목의 경우 HIP+전해 연마가 직접적인 기계적 연마보다 더 좋습니다.
유한요소해석(FEA)을 사용하여 응력이 어떻게 퍼지는지, 가공 시 사물의 모양이 어떻게 변하는지 알아보세요. 어떤 회사에서는 시뮬레이션을 사용하여 밀링 설정을 개선하여 티타늄 합금 부품의 가공 변형을 0.15mm에서 0.03mm로 줄였습니다.
처리 실행 단계:
음향 방출 및 절삭력 센서와 같은 스마트 모니터링 도구를 사용하여{0}}가공 진행 상황에 대한 실시간 정보를 제공합니다. 예를 들어, 특정 공작 기계 제조업체는 너무 많은 진동을 피하기 위해 즉석에서 이송 속도를 변경할 수 있는 "적응형 절단 시스템"을 발명했습니다.
폐쇄{0}}루프 제어를 사용하고 온라인 감지 데이터에 따라 프로세스 매개변수를 변경합니다. 항공기 회사가 레이저 간섭계를 사용하여 표면이 얼마나 거친지 측정한 다음 자동으로 연마 압력을 조정하는 경우.
품질 검사 단계:
X-선 컴퓨터 단층 촬영 및 초음파 검사와 같은 비{0}}NDT(비파괴 검사) 방법을 사용하여 물체 내부의 문제를 찾아보세요. 연구에 따르면 산업용 CT는 98%의 정확도로 0.02mm 폭의 기공을 찾아낼 수 있습니다.
테스트 데이터 처리 체인을 설정하고 기계 학습을 사용하여 부품의 지속 시간을 추측합니다. 예를 들어 특정 기업에서는 과거 데이터를 사용하여 6개월 전에 기어 피로 고장 가능성을 예측할 수 있는 모델을 교육할 수 있습니다.