أجزاء قوالب سبيكة إنكونيل 718 الفائقة باستخدام تفريغ كهربائي بالغمر (Die-Sinking EDM)

نظرة عامة على تقنية التشغيل بتفريغ كهربائي (EDM)

تصنيف تشغيل تفريغ كهربائي (EDM)

يتفوق التشكيل بالغمر (Sinker EDM) في معالجة الميزات العمياء والتجاويف العميقة والزوايا الحادة في قوالب إنكونيل المقساة.

استراتيجية اختيار تشغيل تفريغ كهربائي (EDM)

• تشكيل بالغمر (Sinker EDM): الطريقة الأساسية لتشكيل تجاويف القوالب وزوايا السحب وتخفيفات القاذفات والتجاويف السفلية.

• قطع الأسلاك بتفريغ كهربائي (Wire EDM): يُستخدم للأشكال الخارجية وتشكيل الإدراجات.

• تفريغ كهربائي دقيق (Micro-EDM): مثالي للفيليه الصغيرة والنقش وميزات حبس الهواء في نوى القوالب.

• ثقب الثقوب بتفريغ كهربائي (Hole Drilling EDM): يُطبق على قنوات التبريد أو التنفيس الدقيق في القوالب ذات الجدران السميكة.

اعتبارات المواد

ملف أداء إدراج قالب إنكونيل 718

لماذا إنكونيل 718 لتطبيقات قوالب تفريغ كهربائي بالغمر؟

• تدعم القوة الحرارية الفائقة الاستقرار الأبعادي تحت ضغوط قوالب الحقن أو الضغط

• يتحمل الدوران الحراري المتكرر في القوالب المستخدمة في معالجة اللدائن الحرارية واللدائن الصلبة بالحرارة والمطاط

• يُصب عادةً بالصب الدقيق الفراغي في كتل قوالب بالشكل النهائي، ثم يُنقى باستخدام تفريغ كهربائي بالغمر

دراسة حالة: تشكيل التجويف في إدراج قالب In718 باستخدام تفريغ كهربائي بالغمر

خلفية المشروع

طلب عميل في قطاع أدوات المعالجة الكيميائية تجويف قالب ضغط عالي الدقة مُشغل من إنكونيل 718 لتصنيع مواد الختم طويلة الدورة. تطلب القطعة دقة ±0.005 مم وعمق تجويف 25 مم دون أي تشوه.

سير عمل التصنيع

1. المادة: كتلة مصبوبة من In718، معالجة بالضغط متساوي الحرارة (HIP)، ومفروزة خشنة بدقة ±0.1 مم

2. ما قبل التشغيل: ترك تشغيل جيوب بواسطة CNCF فائضًا مقداره 0.3 مم على جدران التجويف

3. تفريغ كهربائي بالغمر: استُخدم قطب جرافيت، وتشكل تجويف ثلاثي الأبعاد بفجوة شرارة 0.08 مم، وعمق 25 مم، وتزاوج <0.01 مم

4. تفريغ كهربائي دقيق: أُضيفت فيليه بقطر .15 مم وخندق تنفيس بعرض 0.3 مم عند قاعدة التجويف

المعالجة اللاحقة

• معالجة حرارية لإزالة الإجهاد عند 925°م لمدة ساعتين

• الضغط متساوي الحرارة الساخن عند 1200°م/100 ميجا باسكال لإزالة المسامية

• الدفع بالكرات (Shot peening) لتعزيز مقاومة التعب عند حواف القالب

إنهاء السطح

• تلميع التجويف حتى Ra ≤ 0.5 ميكرومتر باستخدام ملاط الماس

• التخميل (Passivation) لمنع الأكسدة أثناء التخزين والاستخدام

• تم التحقق من جميع الزوايا الحادة وتنقيتها لنصف قطر R0.03 مم

الفحص

• فحص بواسطة آلة قياس الإحداثيات (CMM) على 42 نقطة في التجويف، بانحراف <±2 ميكرومتر

• كشف فحص الأشعة السينية عن عدم وجود مسامية أو انكماش

• أظهر تحليل المجهر الإلكتروني الماسح (SEM) جودة تفريغ كهربائي متسقة

• أكد اختبار الغمر بالموجات فوق الصوتية السلامة الداخلية

النتائج والتحقق

حافظ التشكيل بالغمر (Sinker EDM) على الدقة الأبعادية ±0.005 مم عبر عمق 25 مم وملامح التجويف ثلاثي الأبعاد في إدراج In718.

لم تُلاحظ شقوق مجهرية أو مناطق إعادة صب تحت فحص المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، مما يضمن السلامة الهيكلية عند درجات حرارة العمل فوق 70°م.

لبت خشونة السطح متطلبات Ra ≤ 0.5 ميكرومتر لفك نظيف للمواد المركبة بدون أي حالات فشل في الالتصاق.

طابقت مسح آلة قياس الإحداثيات (CMM) هندسة التجويف مع التصميم بمساعدة الحاسوب (CAD) بتباين في الملف الشخصي <±2 ميكرومتر، مما يضمن ملاءمة القطعة الدقيقة والإحكام.

اجتاز إدراج القالب النهائي اختبارات الدوران الحراري عند 725°م، مكملًا 20,000 دورة قولبة بدون أي انحراف أبعادي قابل للقياس.

الأسئلة الشائعة

1. ما هي مادة القطب الأفضل لتفريغ كهربائي بالغمر على إنكونيل 718؟

2. كيف تمنع التشقق أو الإجهاد المتبقي أثناء تشكيل التجويف بتفريغ كهربائي؟

3. هل يمكن طلاء أجزاء قوالب In718 لاحقًا بطبقات PVD أو TBC؟

4. ما هو نطاق إنهاء السطح الذي يمكن تحقيقه عبر تفريغ كهربائي بالغمر؟

5. كيف يتم التحكم في تزاوج التجويف العميق في إدراجات إنكونيل 718 السميكة؟