Simulación de Cargas Mecánicas y Térmicas y Microtexturización de Insertos de Corte Cerámicos en el Torneado de una Aleación a Base de Níquel
Autores: Volosova, Marina A.; Okunkova, Anna A.; Hamdy, Khaled; Malakhinsky, Alexander P.; Gkhashim, Khasan I.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias de los Materiales
Subcategoría
Materiales estructurales
Palabras clave
Resistencia al desgaste
Insertos de corte de cerámica Si3N4
Microtexturas
Cargas mecánicas
Cargas térmicas
Recubrimiento de TiN
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 2
Citaciones: Sin citaciones
Este artículo está dedicado al problema de la resistencia al desgaste en insertos de corte cerámicos de Si3N4 en forma cuadrada, que exhiben alta dureza y resistencia, en combinación con fragilidad, y están sujetos a cargas mecánicas y térmicas aumentadas en el mecanizado de superaleaciones para fines aeronáuticos (por ejemplo, una aleación a base de níquel del tipo Inconel 718). Se propusieron microtexturas para reducir la intensidad de las cargas de contacto en la almohadilla entre el filo de corte y la pieza de trabajo. La simulación de las cargas mecánicas y térmicas demostró la superior capacidad de las caras con microcanales preformados (125 um de ancho) en comparación con micropozos (ø100 um). El estado tenso fue 4.97 veces menor y las deformaciones fueron 2.96 veces menos. Las microtexturas dificultan el desarrollo de campos térmicos a 900 grados C. Se produjeron dos tipos de microtexturas (microcanales de 210 um de ancho y micropozos de 80 um de diámetro) en las caras de desbaste de los insertos de corte a través de un enfoque innovador e integrado (el mecanizado por descarga eléctrica de dieléctricos utilizando un recubrimiento TiN asistido y resistente al desgaste electro-conductivo multifuncional y una suspensión de polvo de TiO2 mezclado). El recubrimiento de TiN se depositó mediante pulverización catódica de plasma en vacío (95%N2/5%Ar). El criterio de fallo en el torneado fue de 400 um. Se demostró un aumento del 30% en la resistencia al desgaste de la herramienta.
Descripción
Este artículo está dedicado al problema de la resistencia al desgaste en insertos de corte cerámicos de Si3N4 en forma cuadrada, que exhiben alta dureza y resistencia, en combinación con fragilidad, y están sujetos a cargas mecánicas y térmicas aumentadas en el mecanizado de superaleaciones para fines aeronáuticos (por ejemplo, una aleación a base de níquel del tipo Inconel 718). Se propusieron microtexturas para reducir la intensidad de las cargas de contacto en la almohadilla entre el filo de corte y la pieza de trabajo. La simulación de las cargas mecánicas y térmicas demostró la superior capacidad de las caras con microcanales preformados (125 um de ancho) en comparación con micropozos (ø100 um). El estado tenso fue 4.97 veces menor y las deformaciones fueron 2.96 veces menos. Las microtexturas dificultan el desarrollo de campos térmicos a 900 grados C. Se produjeron dos tipos de microtexturas (microcanales de 210 um de ancho y micropozos de 80 um de diámetro) en las caras de desbaste de los insertos de corte a través de un enfoque innovador e integrado (el mecanizado por descarga eléctrica de dieléctricos utilizando un recubrimiento TiN asistido y resistente al desgaste electro-conductivo multifuncional y una suspensión de polvo de TiO2 mezclado). El recubrimiento de TiN se depositó mediante pulverización catódica de plasma en vacío (95%N2/5%Ar). El criterio de fallo en el torneado fue de 400 um. Se demostró un aumento del 30% en la resistencia al desgaste de la herramienta.