공구 제조업체는 견고한 합금을 목표로 합니다.

Jan 24, 2024

내열 초합금(HRSA)은 극도로 높은 온도에서 요구되는 강도, 부식 및 산화에 대한 저항성, 접점 마모에 대한 저항성을 요구하는 응용 분야에 사용되는 니켈 및 코발트 기반 합금입니다.

"우리는 HRSA를 항복 강도 이상 현상을 활용하는 모든 니켈 및 코발트 기반 합금으로 본다"고 펜실베니아주 세거타운 소재 공구 제조업체인 Greenleaf Corp.의 응용 엔지니어인 Alex Minich는 말했습니다. 그는 온도에 따라 항복 강도가 증가하는 경우를 언급합니다. , 뜨거워질수록 부드러워지거나 항복 강도가 낮아지는 대부분의 재료와는 대조적입니다. 그것은 변칙적인 것 같아서 이름이 붙여진 것입니다.

HRSA를 이러한 응용 분야에 바람직하게 만드는 동일한 내열성(및 온도에 따른 항복 강도 증가)은 HRSA를 가공하기 어려운 이유입니다. 절삭 공구 제조업체가 작업을 어떻게 더 쉽게 만들고 있는지에 대한 최신 정보는 다음과 같습니다.

아마도 HRSA의 가장 눈에 띄는 응용 분야는 제트기, 로켓 및 미사일에 사용되는 터빈 엔진용 부품 형태로 항공우주 및 방위 산업에서 사용되는 것입니다. 그러나 이 재료는 석유 및 가스 산업에서도 널리 사용됩니다. "석유, 가스 및 그 파생물과 고압 및 온도에서 저장, 처리 또는 운송해야 하는 부식성 및 마모성 물질은 Ni 기반 합금만이 제공할 수 있는 높은 온도에서의 강도와 부식 저항성을 요구하는 경향이 있습니다. "라고 미니치가 말했다.

일부 HRSA는 내열성이 반드시 필요한 것은 아니지만 생체 적합성뿐만 아니라 강도, 강성 및 내부식성 특성을 위해 의료 기기 제조에도 사용됩니다.

Minich는 또한 HRSA라고 불리는 모든 합금이 실제로 비용을 채우는 것은 아니라고 지적했습니다. "일부는 Jethete M152를 HRSA로 간주하지만 우리 눈에는 단지 저탄소 마르텐사이트 스테인리스강일 뿐입니다."라고 그는 말했습니다. "많은 알파가 풍부한 티타늄 기반 합금이 높은 온도에서 사용할 수 있도록 설계되었기 때문에 대부분의 사람들은 많은 티타늄 기반 합금을 HRSA로 간주합니다." 진정한 HRSA는 항복 강도 이상을 활용하는 니켈 및 코발트 기반 합금일 뿐이라고 그는 말했습니다.

다양한 유형의 HRSA가 있지만 모두 주요 "칩 문제"를 공유합니다. 샌드빅 코로만트 항공우주 부문 글로벌 엔지니어링 프로젝트 매니저인 Bill Durow에 따르면 표준 금속 절삭에서는 재료가 절삭 영역에서 효율적으로 배출되는 칩 형태로 제거되며 절삭 공정에서 발생하는 열의 상당 부분이 함께 소모됩니다. , 노스캐롤라이나주 메베인

"예를 들어 강철 조각을 절단할 때는 멋지고 반짝거리지만 나중에 칩을 보면 금속 절단에서 흡수한 열 때문에 짙은 파란색으로 변한 것을 알 수 있습니다. 과정”이라고 말했다. 하지만 내열성 소재를 사용하면 그런 일은 발생하지 않습니다. 마찰로 인해 발생한 열은 칩에 흡수되어 배출되는 대신 공정 내에 머무르는 경우가 많습니다. "일반적으로 열의 약 80%가 절단 영역에 그대로 유지됩니다"라고 Durow는 말했습니다. "인서트로 다시 돌아가는데, 생각해 보면 인서트에 좋은 상황은 아닙니다."

표준강 칩과 HRSA 칩 사이에는 또 다른 차이점이 있습니다. 선삭 작업에서 표준 강철 칩은 절단 영역에서 쉽게 제거할 수 있는 크기와 모양으로 부서집니다. HRSA를 전환할 때는 그렇지 않습니다. "니켈 재료를 선삭할 때 칩이 깨지는 것을 좋아하지 않습니다"라고 Durow는 말했습니다. 대신 "이 긴 스트링거를 얻게 될 것입니다. 칩은 실제로 도구를 감쌀 수 있습니다. 더 나쁜 것은 작업물을 감아 손상시킬 수 있다는 것입니다." 예를 들어 중요한 엔진 부품을 만들 때 이는 좋은 상황이 아닙니다.

Durow에 따르면 한 가지 해결책은 최대 100bar(1,400psi)의 압력으로 고압 절삭유를 절삭 영역으로 보내 칩을 파괴하는 것입니다. "이것은 단지 절단 구역 주위에 물을 뿌리는 것 이상의 것입니다."라고 그는 말했습니다. "우리는 고압의 절삭유를 절삭 영역으로 정밀하게 유도하는 노즐을 보유하고 있으며, 이를 통해 칩을 인서트 위로 밀어 올리는 유압식 웨지를 생성합니다. 즉, 칩을 깨기 위해 칩을 뒤로 구부리는 것입니다."