Ultrasonik İşleme Sert Alaşım İşlemede İlerlemeler

Hassas üretim alanında, bazı malzemeler mühendislere zorlu mücadeleler sunmaktadır. Tungsten karbür, aynı zamanda çimentolu karbür olarak da bilinir, bu tür "aşılması zor bir ceviz" olarak öne çıkmaktadır. Tungsten ve karbürlerden oluşan bu alaşım, olağanüstü sertliği, aşınma direnci ve termal kararlılığı sayesinde kesici takımlar ve aşınmaya dayanıklı bileşenler için vazgeçilmez hale gelmiştir. Ancak bu özellikler, geleneksel yöntemlerin yetersiz kaldığı ve özel tekniklerin verimsizlik ve hızlı takım aşınması ile mücadele ettiği önemli işleme zorlukları yaratmaktadır.

Tungsten karbürün olağanüstü özellikleri - çelikten 2-3 kat daha sert, Mohs sertlik derecesi 8,5-9 - onu çoğu metalik malzemeden üstün kılar. Kimyasal kararlılığı, yüksek sıcaklıklarda ve zorlu koşullarda bile bozulmadan kalır, bu da onu metal işleme, madencilik, metal şekillendirme ve testere bıçağı uygulamalarında kesici takımlar ve yüksek aşınmalı bileşenler için ideal hale getirir.

Ancak, bu aşırı sertlik, benzeri görülmemiş işleme zorlukları yaratır. Geleneksel tornalama, frezeleme ve delme yöntemleri etkisiz kalır. Polikristal elmas (PCD), kübik bor nitrür (CBN) veya seramik takımlar kullanılabilse de, hızlandırılmış aşınma ve hızlı keskinlik kaybı yaşarlar.

Mevcut birincil işleme yöntemleri arasında elmas taşlama veya elektrik deşarjlı işleme (EDM) yer alır. İşlevsel olmakla birlikte, bu yaklaşımlar kaliteli sonuçlar elde etmede çok sayıda zorluk sunar.

İşleme engelleri üç kritik alanda kendini gösterir:

• Kalite ve Takım Ömrü: Malzemenin aşırı sertliği, kırılganlıkla birlikte gelir ve bu da yontulmaya, çatlamaya ve hızlı takım bozulmasına yol açar. Geleneksel yöntemler kaliteyi korumakta zorlanırken, özel takımlar aşırı derecede aşınır.
• Verimlilik Sınırlamaları: Yüksek yoğunluk, sertlik ve kırılganlığın kombinasyonu, titreşim ve kesme kuvvetlerinin hassas kontrolünü gerektirir. Yetersiz kontrol, mikro çatlaklara ve parçalanmaya neden olur, bu da süreci zaman alıcı ve üreticiler için sinir bozucu hale getirir.

Ultrasonik işleme teknolojisindeki son gelişmeler, bu kalıcı zorluklara umut vaat eden çözümler sunmaktadır. Bu yenilikçi teknik, yüksek frekanslı titreşimi (saniyede 20.000'den fazla mikro titreşim) geleneksel işleme süreçlerine bindirerek, rotasyon sırasında boylamsal takım titreşimleri yaratır.

Bu mikro titreşim mekanizmasının faydaları şunlardır:

• Azaltılmış Kesme Kuvvetleri: Takım ve iş parçası arasındaki daha düşük sürtünme, daha yüksek ilerleme hızlarına olanak tanırken, yüzey kalitesini iyileştirir ve takım ömrünü uzatır.
• Geliştirilmiş Talaş Tahliyesi: Yüksek frekanslı titreşimler, talaş kırılmasını teşvik eder ve dolaşmayı önleyerek hem kaliteyi hem de verimliliği artırır.

Vaka 1: Ayna Yüzey Taşlama
Bir üretici, entegre CTS, ATC ve CNC otomasyonlu bir ultrasonik HSKE40 takım tutucu kullanarak 20x20mm'lik bir tungsten karbür iş parçasında optik sınıf yüzey kalitesi (Ra < 0.002μm) elde etti. Tek takımlı işlem, kaba işlemeden son ayna finisajına kadar her şeyi tamamladı ve özellikle hassas kalıplar, zımbalar ve yüksek basınçlı valf bileşenleri için değerli olduğunu kanıtladı.

Vaka 2: Diş İşleme
Başka bir operasyon, bir HSKA63 ultrasonik tutucu kullanarak 50x70x10mm'lik bir iş parçası üzerinde M10x1.5P dişleri işledi ve H-form taşlama gerçekleştirdi. 5 saatlik tamamlama süresi, geleneksel EDM yöntemlerine kıyasla %60'lık bir azalmayı temsil ederken, üstün yüzey kalitesi (Ra 0.8μm'den) elde etti.

Takım Uyumluluğu: Ultrasonik sistemler, rezonans frekansları (tipik olarak 20-32kHz) için takımları otomatik olarak tarar ve kapsamlı doğrulama sonrasında çoğu standart takımın uyumlu olduğunu kanıtlayarak, belirli takım gereksinimlerine uyum sağlayabilir.

Parametre Optimizasyonu: Teknoloji, kullanıcıların sistemden maksimum fayda sağlamasını sağlayarak, optimum ilerleme hızlarını ve genlikleri belirlemek için kapsamlı destek içerir.

Tungsten karbür işleme zorluklarıyla karşı karşıya olan üreticiler için, ultrasonik teknoloji, geleneksel yöntemlere kıyasla gelişmiş verimlilik, kalite ve takım ömrü sunan önemli bir gelişmeyi temsil etmektedir.