Abstrakt:Som svar på egenskaberne af kulstof/kulstof kompositmaterialer, gennem forskning og anvendelse af slibeværktøjer, slibemidler, fiksturer, bevægelsesbaner osv., har artiklen foreløbigt opsummeret en praktisk og gennemførlig slibemetode til dobbeltforseglingsoverfladetætningsringe. Overfladekvaliteten af delene er blevet væsentligt forbedret og relativt stabil, opfylder kravene i designtegningerne og løser problemet med fladslibning til tætningsringe af kulstof/kulstof kompositmateriale med stor diameter, tynd væg og dobbelte tætningsflader.
Nøgleord:kulstof/kulstof kompositmaterialer; Tætningsring slibning; Dobbelt ansigtsforsegling
Kulstofgrafitmateriale er det mest udbredte friktionsmateriale og har god parringsydelse med forskellige metaller, ikke-metaller og belægninger. Det er et af de eneste tætningsmaterialer, der er egnet til de fleste tørre friktionssituationer. Kulstof/kulstof-kompositmaterialer er alle kulstofkompositmaterialer fremstillet af kulfibre og deres stoffer som forstærkningsmaterialer, kulstof som matrix og forarbejdet og forkullet. Dens egenskaber er væsentlige: vægtfylden er mindre end 2.0g/cm3; Fremragende højtemperatur mekaniske egenskaber; God ablationsmodstand; Har egenskaberne for andre kompositmaterialer, såsom høj styrke, højt modul, høj træthed og krybeydelse; Fremragende friktions- og slidydelse, lav friktionskoefficient, stabil ydeevne, hvilket gør det til det bedste kandidatmateriale til forskellige slidbestandige og friktionskomponenter.
Tætningsringen af kulstof/kulstof kompositmateriale (herefter benævnt tætningsringen) er en dobbeltsidetætningskomponent med stor diameter, høj dimensionsnøjagtighed, høj formnøjagtighed og lav overfladeruhed i begge ender, hvilket gør det meget vanskeligt at behandle . Fladslibning er den endelige forarbejdningsproces for tætningsringe og er nøglen til forseglingsringforarbejdning. Det er vigtigt at bruge passende slibeværktøjer, slibemidler og armaturer. Samtidig er der høje krav til slibemetoder og strenge krav til slibemiljøet.
Baseret på egenskaberne af carbon/carbon-kompositmaterialer, udforsker og studerer denne artikel den plane slibeteknologi for dobbeltforseglingsoverfladetætningsringe fra perspektiverne af slibeværktøjer, slibemidler, værktøj og bevægelsesbane.
1 Tætningsringsanalyse
1.1 Analyse af tætningsringens struktur
Tætningsringen er en tyndvægget cirkulær komponent med en stor diameter (ca. Φ 180), tynd i tykkelsen (næsten 10mm) og smal i bredden (næsten 1{{8} } mm), den har hovedsageligt følgende strukturelle egenskaber: endefladeringrille, ydre ringrille, indre og ydre cirkulære snørebånd, endefladerille, aksialhul, radialhul osv.; Venstre og højre endeflader er tætningsflader med høj dimensionsnøjagtighed, ruhed og form- og positionskrav, med en ruhed, der ikke er større end Ra0.2 μm. Fladheden er 0,0009 mm, paralleliteten er ikke større end 0,005 mm, og vinkelret på det indre hul og den ydre cirkel er ikke større end 0,01 mm.
1.2 Materialeegenskaber
Kulstof/kulstof kompositmaterialeemnet er vist i figur 1 med kulfibre sammenflettet og stablet i en tæt maskeform, og kulstofpartikler fyldt mellem kulfibrenes mellemrum. Sammenlignet med almindelige grafitmaterialer har den god stivhed og høj styrke med en densitet på 1.8-2.0g/cm3 og en Shore-hårdhed på mindre end eller lig med 70.
Carbon/carbon kompositmateriale er en ny type ultrahøj temperatur materiale, der er fokuseret på forskning og udvikling inden for nye materialer. Det har følgende væsentlige egenskaber:
Tætheden er lille (<2.0g/cm3), only 1/4 of that of nickel based high-temperature alloys and 1/2 of that of ceramic materials.
Fremragende højtemperatur mekaniske egenskaber. Når temperaturen stiger til 2200 grader, falder dens styrke ikke kun ikke, men den er endda højere end stuetemperatur, hvilket er uforlignelig med andre strukturelle materialer.
God anti-ablation ydeevne, ensartet ablation, og kan bruges i miljøer med høj temperatur og kortvarig ablation over 3000 grader.
Fremragende friktions- og slidydelse, med lav friktionskoefficient og stabil ydeevne, hvilket gør det til det bedste kandidatmateriale til forskellige slidbestandige og friktionskomponenter.
Har egenskaberne fra andre kompositmaterialer, såsom høj styrke, høj modulus, høj træthed og krybeydelse.
1.3 Vanskeligheder ved planslibning
Slibning har mange fordele: høj dimensionsnøjagtighed, høj formnøjagtighed, lav overfladeruhed, forbedret overfladeslidstyrke af dele og forbedret overfladeudmattelsesstyrke af dele. Slibning er den endelige proces med tætningsringbehandlingsteknologi, og kvaliteten af slibning påvirker direkte kvalifikationen af færdige dele, og dens betydning er indlysende. Slibningen af tætningsringe har følgende vanskeligheder: (1) Tætningsringens diameter er stor, væggen er tynd, og slibningen af den dobbelte tætningsendeflade er vanskelig; (2) Overfladen af tætningsringen er svag, med dårlig lysstyrke, og optisk flade krystaldetektion er vanskelig.
2 Forskning i planslibeteknologi
Som reaktion på vanskelighederne med at slibe carbon/carbon-komposittætningsringe, blev der udført indledende udforskning og forskning i de følgende syv aspekter.
2.1 Forskningsværktøjer
Et slibeværktøj er en bærer af slibemiddel, der bruges til at belægge og indlejre slibemidler, hvilket tillader frie slibepartikler at indlejre sig i slibeværktøjet og udøve skæreeffekter; Samtidig er det et værktøj til slibning og formning, som overfører sin geometriske formnøjagtighed til emnet på en bestemt måde. Der er et meget vigtigt krav til slibeværktøj: Hårdhedsvalget af slibeværktøj er særligt vigtigt, da det at være for hårdt kan få slibende partikler til hurtigt at gå i stykker og slides, og endda nogle slibende partikler presses ind i delene, hvilket beskadiger overfladekvaliteten på bearbejdning; For bløde får slibepartiklerne til at blive presset for dybt ind i slibematerialet. Korrekt valg af hårdheden af slibeværktøjet kan midlertidigt understøtte slibepartiklerne og hurtigt ændre deres position, så hver slibepartikel har nye kanter og hjørner til at deltage i skæringen.
Vores enhed har altid brugt gråt støbejern, et metalmateriale med relativt lille deformation ved stuetemperatur, som slibeværktøjsmateriale til slibning af carbon grafit tætninger. Den har tæt organisation, ensartet hårdhed, passende indlejring, god slidstyrke, lille deformation og moderat hårdhed, som er velegnet til brug som slibeværktøj til kulgrafitmaterialer.
2.2 Slibemasse
Slibemiddel er en blanding sammensat af slibende partikler, slibevæske og hjælpematerialer. De slibende partikler, der bruges til fremstilling af slibemidler, bruger generelt mikropulver, almindeligt anvendt grøn siliciumcarbid mikropulverpartikelstørrelse: W20, W14 til grovslibning, W14, W10 til semi-præcisionsslibning og under W7 til præcisionsslibning.
I den tidligere proces med forarbejdning af carbon/carbon-komposittætningsringe er petroleum blevet brugt som slibevæske. Under formalingsprocessen blev det konstateret, at petroleum ikke er let flygtigt, og det formalede affald er klæbrigt og vanskeligt at rengøre. Efter slibning er det nødvendigt at vente i lang tid på, at petroleum tørrer grundigt, før du bruger optiske flade krystaller til test, hvilket spilder meget tid; Desuden er kulstof/kulstof-kompositmaterialer særligt følsomme over for petroleum, hvilket resulterer i et fald i lysstyrken efter eksponering for olie, sløret lysbåndsvisning og vanskeligheder med flade krystaldetektion.
Som reaktion på ulemperne ved at bruge petroleumsformalingsvæske har det efter flere forsøg vist sig, at brug af alkohol som malevæske har en signifikant effekt på formaling. Alkoholen fordamper hurtigt, tætningsringen er ren, og spånerne er ikke klistrede. Efter at alkoholen fordamper hurtigt, kan tætningsringen bruges til flad krystaldetektion med god lysstyrke og klart lysbånd, hvilket i høj grad forbedrer slibehastigheden og gør detektion meget praktisk.
2.3 Slibearmatur
Det oprindelige design af slibearmaturen er en integreret struktur, som vist på venstre side af figur 2. Under slibningsprocessen blev det konstateret, at efter slibning af den ene endeflade blev den anden endeflade vendt og slebet. Fladheden af endefladen efter fladkrystaltestning var bedre end den første, og den forblev den samme hver gang. Desuden forblev problemet uløst, når den første endeflade blev slibet igen.
Efter omhyggelig analyse blev det konstateret, at problemet ligger i slibearmaturen. Det originale slibearmatur er en integreret type, og endefladen, der kommer i kontakt med delene, er et indvendigt stop, som er svært at slibe. Almindelig mekanisk bearbejdning kan ikke opnå overfladekvalitetsnøjagtighed efter slibning. Friktionen mellem overfladen af den allerede slebne tætningsring og denne overflade er faktisk slid, hvilket resulterer i dårlig kvalitet af den endeflade, der kommer i kontakt med slibearmaturen.
2.4 Slibetrin
Inden tætningsringen slibes, skal endefladen jævnes for at sikre, at endefladens ruhed ikke er større end Ra{{0}}.8 μm. Parallellen mellem de to endeflader må ikke overstige 0.005 mm. Specifikke slibetrin: (1) Slibeværktøj: Før slibning af tætningsringen skal slibepladen indlejres med slibemiddel og slibes for at opnå en ruhed på Ra0,1 μ M; (2) Slibedele: Brug armaturer til at slibe på en slibeplade i henhold til en bestemt bevægelsesbane, med begge hænder, der udøver en stabil og konsekvent kraft, og rengør straks slibepladen for at fjerne snavs og snavs; (3) Rengør delene: Efter at delene er slibet, skal du bære handsker og forsigtigt tørre slibeaffald og snavs af med en ren silkeklud eller bomuldsuld.
2.5 Bevægelsesbane
Krav til slibebevægelsesbane: Den skal kunne sikre, at alle punkter på bearbejdningsfladen har samme (eller lignende) skæreforhold; Samtidig er det også nødvendigt at sikre, at alle punkter på overfladen af slibeværktøjet har de samme (eller lignende) skæreforhold. Kravene er som følger: (1) Emnet bevæger sig parallelt med slibepladens plan, hvilket sikrer, at alle punkter på emnets slag er de samme, for at opnå god planhed; (2) Slibebevægelsen skal stræbe efter stabilitet og undgå store krumningsvinkler så meget som muligt; (3) Bevægelsen af emnet dækker hele overfladen af slibeværktøjet for at lette ensartet slid på slibeværktøjet; (4) Forsøg at undgå periodisk gentagelse af bevægelsesbanen for et hvilket som helst punkt på emnet.
Efter forsøg og udforskning er det hensigtsmæssigt at bruge sinusbølgespor til slibning. Efter slibning i en vis tid, drej tætningsringen 90 grader ~ 180 grader for at forhindre ujævnt slid på delene.
2.6 Krav til slibemiljø
Slibning er den endelige bearbejdning, og dens resultater bestemmer kvaliteten af emnebearbejdningen. Kravene til tætningsringens slibemiljø er relativt høje. Operationsstuens døre og vinduer skal være godt forseglet, og operationsstuen skal holdes ren og støvfri. Temperatur og luftfugtighed bør være strengt kontrolleret, og naturligt lys bør være tilstrækkeligt til test.
Under fladslibningsprocessen af kulstof/kulstof kompositmaterialer er de meget følsomme over for små hårde partikler som støv og urenheder. Små hårde partikler som støv og urenheder kan nemt efterlade ridser på overfladen af materialet, hvilket påvirker slibekvaliteten og endda føre til skrotning i alvorlige tilfælde.
2.7 Forholdsregler
På grund af denne dels tynde væg, store diameter og høje præcisionskrav skal der lægges særlig vægt på følgende fire punkter under slibningsprocessen:
Slibetrykket skal være lavt. På grund af ujævn kontrol af håndkraften er det let at forårsage deformation af delene, og den producerede overfladeplanhed kan ikke opfylde kravene. Ved slibning skal du huske ikke at lægge tryk på slibeholderen lodret med hånden, men at påføre tryk parallelt med slibepladen.
Under præcisionsslibning anvendes tør slibemetode til slibning, uden at det er nødvendigt at tilføje slibemiddel til slibepladen.
Ved tørslibning skal det bemærkes, at den flade plade efter et par slibningsrunder vil sidde fast af det formalede pulver, hvilket får den til at miste sin skærende effekt, hvilket svarer til fænomenet knivstikning. Derfor er det nødvendigt at rengøre det regelmæssigt med ren alkohol, male gentagne gange og til sidst opfylde størrelseskravene.
3 Konklusion
Gennem slibeforsøg på tætningsringe af carbon/carbon kompositmateriale er en praktisk og gennemførlig fladslibemetode blevet foreløbigt opsummeret. Efter praktisk behandlingsverifikation er overfladekvaliteten af tætningsringsslibningen blevet væsentligt forbedret, hvilket opfylder kravene i designtegningerne, forbedrer vores enheds prøveproduktions- og forarbejdningskapacitet og lægger et solidt fundament for den fremtidige forarbejdning af relaterede materialer.
Mere om WBMRullende dies:
Som en af de professionelle værktøjsproducenter, leverer rullematrice med høj hårdhed, hurtig levering og god service.
https://www.bearingroller.com/tools/rolling-dies.html
