Nitrógeno líquido en lugar de cortar líquido

2023-10-31

¡Nitrógeno líquido en lugar de cortar líquido, mecanizado y corte en el entorno de más de 100 grados bajo cero!

En el mecanismo de desgaste de la herramienta, el "desgaste" en sí no es la única causa de falla de la herramienta, la "temperatura alta" es el verdadero enemigo de la herramienta.

Debido a la influencia de la alta temperatura, el ligero desgaste de la herramienta puede "auto-magnify". Es decir, cuando el filo de la herramienta se vuelve ligeramente aburrido, debido al aumento de la fricción durante el corte, puede conducir a un aumento en el calor de corte, de modo que la temperatura de la herramienta aumenta, el material de la herramienta se suaviza; esto promoverá La vanguardia de la herramienta para aún más de la pasivación a una velocidad más rápida, y cuanto más grave es la pasivación de la herramienta, mayor es la fricción de corte, mayor es la temperatura de la herramienta, por lo que forman un círculo vicioso. Finalmente, la herramienta fallará en una "curva autoacelerada" impulsada por el calor de corte.

El fluido de corte que llamamos "refrigerante" no tiene del todo exitoso en proporcionar funciones de enfriamiento. Aunque el enfriamiento fundible puede eliminar parte del calor generado durante el proceso de procesamiento, su acción de enfriamiento se separa por una cierta distancia y no puede alcanzar la zona de calentamiento real (es decir, la zona de corte donde la herramienta corta el material de la pieza de trabajo debajo del chip). El método de transmitir el refrigerante a través del canal interno del huso intenta acercar el refrigerante a la zona de corte, mientras que la nueva tecnología de transmisión de refrigerante a través del interior de la cuchilla acerca el refrigerante muy cerca de la zona de corte.

En el corte húmedo convencional, el papel principal del fluido de corte es lubricar y/o rociar la herramienta y la pieza de trabajo para quitarle calor. En el procesamiento de corte a baja temperatura, el papel de cortar fluido (nitrógeno líquido) es la refrigeración. La temperatura del refrigerante de vertido puede ser de +20 ° C, mientras que la temperatura del nitrógeno líquido es de -196 ° C, una diferencia de casi 220 ° C. Una diferencia de temperatura tan grande es suficiente para convertir el cuchillo en un absorbedor de calor. Debido a su temperatura muy baja, la herramienta puede absorber el calor de corte desde el borde de corte hacia el cuerpo de la herramienta como una esponja, a fin de garantizar que el rendimiento de corte y la vida útil de la herramienta no disminuyan demasiado rápido debido a la alta temperatura de corte. .

Para analizar cuantitativamente las ventajas de rendimiento del enfriamiento de nitrógeno líquido, los efectos de los diferentes métodos de enfriamiento en las propiedades de mecanizado de las aleaciones de titanio se compararon mediante pruebas de corte. Como se muestra en la figura a continuación, debajo de la condición de enfriamiento del vertido del refrigerante, la herramienta procesada a una velocidad de corte de superficie de 300SFM (90 m/min) (que es un corte de alta velocidad para la aleación de titanio) se rompe después de 1 minuto; En condiciones de corte a baja temperatura, la herramienta se puede procesar de manera confiable durante 10 minutos antes de ser afectada. Cuando la velocidad de corte se incrementa a 400SFM (120 m/min), la vida útil de la misma herramienta es 5 veces diferente. El área entre las dos curvas de rendimiento en la figura refleja la diferencia de productividad entre los dos métodos de enfriamiento. Al mecanizar en esta zona, si el usuario usa un método de corte de baja temperatura en lugar de verter el método de enfriamiento, puede elegir una velocidad de corte más alta mientras mantiene la misma vida útil de la herramienta u obtener una vida útil de la herramienta más larga a la misma velocidad de corte.

Comparación de la vida útil de la herramienta al cortar aleaciones de titanio con dos métodos de enfriamiento

Estas dos curvas de rendimiento eventualmente convergerán. Cuando la velocidad de corte es baja, la diferencia de rendimiento entre el corte de baja temperatura y el corte de enfriamiento de fundición convencional es la más grande. Cuando aumenta la velocidad de corte, esta diferencia disminuirá gradualmente. Cuando la velocidad de corte alcanza un valor muy alto, esta diferencia desaparecerá por completo. En la prueba de corte de acero inoxidable que se muestra en la siguiente figura, cuando la velocidad de corte es inferior a 300 sfm (90 m/min), la vida útil de la herramienta de corte a baja temperatura es 10 veces la de corte de enfriamiento vertido; Cuando la velocidad de corte se incrementa a 400SFM (120 m/min), esta diferencia se reduce gradualmente a 4 veces; Cuando la velocidad de corte aumenta a aproximadamente 650sfm (200 m/min), esta diferencia ya no existe.

Comparación de la vida útil de la herramienta al cortar acero inoxidable con dos métodos de enfriamiento

Además de las ventajas del rendimiento de corte, hay otros beneficios al usar tecnología de corte a baja temperatura. Esos son los beneficios potenciales de la tecnología de corte a baja temperatura para garantizar la seguridad personal de los empleados. Después del mecanizado a baja temperatura, no queda fluido de corte resbaladizo en la superficie de la máquina, por lo que el riesgo de lesión por deslizamiento puede reducirse considerablemente en el procesamiento, donde algunos operadores a veces necesitan caminar en grandes bancos de trabajo de la máquina herramienta.

Otros beneficios tienen que ver con la protección del medio ambiente. En lugar de usar el refrigerante artificial, el corte en frío utiliza nitrógeno del aire y finalmente regresa al aire. Por lo tanto, no hay necesidad de deshacerse del líquido de desechos. El nitrógeno no contamina el aire o los dispositivos médicos procesados u otras piezas de trabajo sensibles.

El uso del procesamiento de baja temperatura (temperatura ultra baja) de nitrógeno líquido, para resolver algunos de procesar materiales metálicos, materiales no metálicos y materiales compuestos difíciles de procesar problemas.

Cuando se usa la molienda de corte de nitrógeno líquido, es necesario usar algunos lubricantes para resolver el problema de la mala lubricación en el proceso de formación de chips. Al mismo tiempo, la nueva superficie de metal en la pieza de trabajo tiene una fuerte actividad química, y se oxidará rápidamente cuando se expone al aire, por lo tanto, es necesario usar algunos agentes contra la riña para evitar que la pieza de trabajo y la máquina herramienta se oxiden .

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