خدمة تصنيع مكونات التشغيل العميق للقلب من السبائك الفائقة

التقنيات الأساسية لميزات القلب العميق في السبائك الفائقة

تتطلب ميزات القلب العميق التحكم المتزامن في انحراف الأداة، وتبديد الحرارة، والتحقق من الهندسة.

• الحفر بالرشاقة (Gun drilling) والحفر التجويفي (BTA boring) للقلوب المخترقة بعمق يزيد عن 500 مم

• تشغيل بالحاسب الآلي ذو 5 محاور لمناطق الانتقال عند المدخل والمخرج

• تشغيل بالتفريغ الكهربائي (EDM) لتنقية الزوايا الداخلية ذات نصف القطر الحاد

• رسم خرائط ثلاثية الأبعاد للتجويف والفحص الإحداثي لتتبع موقع الخروج والانحراف

يمنع التجهيز الدقيق ومحاكاة ما قبل التشغيل التشوه أو الانحراف في المكونات الهيكلية المعقدة.

السبائك الفائقة المستخدمة في مكونات القلب العميق

يتم اختيار هذه السبائك لمتانتها تحت دورات الحرارة، وتقلبات الضغط، والتعرض للتآكل.

دراسة حالة: قطاع توربين مبرد بقلب عميق من CMSX-4

خلفية المشروع

طلب عميل في مجال الفضاء قطاع توربين من مادة CMSX-4 بطول 400 مم مع قلوب تبريد داخلية يصل قطرها إلى 12 مم وعمق 22×D. تشطيب السطح Ra ≤ 0.5 ميكرومتر، والتركيز ≤ 0.008 مم. تم تطبيق مزيج من حفر الثقوب العميقة و التشطيب بالتفريغ الكهربائي (EDM).

نماذج وتطبيقات نموذجية لمكونات القلب العميق

يتم التحقق من الهندسة، وتصميم مسار التدفق، والمقاومة الحرارية عبر المحاكاة والفحص.

تحديات تشغيل القلب العميق

1. التركيز أقل من 0.008 مم عبر جدران يزيد سمكها عن 400 مم

2. جودة التقاطع في القلوب ذات الثقوب المتقاطعة متعددة الزوايا

3. الانحراف الحراري في سبائك CMSX و Rene أثناء الحفر العميق

4. طبقة إعادة الصب وسلامة السطح في مسارات القلب العميقة بالتفريغ الكهربائي

5. إطلاق إجهاد المادة المؤثر على استواء الجزء النهائي بعد التشغيل

حلول لمكونات القلب المشغلة بالحاسب الآلي وبالتفريغ الكهربائي

• حفر بالرشاقة (Gun drilling) بتغذية مبرد بضغط 100 بار مع التحكم في جري الأداة

• حفر تجويفي واستيفاء بمحور 3+2 لدمج ممرات المدخل والمخرج

• تلميع بالتفريغ الكهربائي (EDM) بعد الحفر ليصل خشونة السطح Ra ≤ 0.4 ميكرومتر

• المعالجة الحرارية بالضغط المتساوي الساخن (HIP) وتخفيف الإجهاد لإزالة الإجهاد المتبقي

• CMM و الأشعة السينية للتحقق من محاذاة التجويف بعد العملية

النتائج والتحقق

طرق التصنيع

بدأت الأجزاء كـ مسبوكات فراغية أو تشكيلات دقيقة. تم حفر القلوب باستخدام أنظمة BTA مع تغذية راجعة لمغزل المراقبة الحية. تجاوز عمق التجويف 22×D مع تفاوت ±0.1 مم على أكثر من 300 مم.

التشطيب الدقيق

تم تنقية القلوب باستخدام التفريغ الكهربائي (EDM) وأدوات الصقل بالفرشاة. استدارة التجويف <0.006 مم، وخشونة السطح Ra ≤ 0.4 ميكرومتر. تمت إزالة نتوءات الممرات المتقاطعة باستخدام إزالة النتوءات المدارية.

المعالجة اللاحقة

تم إجراء HIP عند درجة حرارة 1030°م، تلتها معالجة حرارية و تخميل السطح. تم تطبيق طلاءات TBC بشكل انتقائي لتطبيقات التوربينات وغرف الاحتراق.

الفحص

أكد فحص CMM مسارات التجاويف، والأقطار، وزوايا الدخول. تحقق اختبار الأشعة السينية من خلوص التقاطع. ضمن SEM أن طبقات إعادة الصب ضمن المواصفات.

الأسئلة الشائعة

1. ما أقطار وأعماق القلوب المدعومة في أجزاء السبائك الفائقة؟

2. هل يمكن تشغيل قنوات متعددة متقاطعة في عملية واحدة؟

3. كيف تضمنون محاذاة التجويف عبر المكونات ذات الجدران السميكة؟

4. أي المواد تقدم أفضل أداء في قلوب المبادلات الحرارية؟

5. ما الاختبارات غير الإتلافية التي تتحقق من دقة وسلامة القلب؟