Dan l-istudju jinvestiga parametri ottimali tal-magni għall-mediċi - Grad tal-istainless steels 316L u 17-4PH, li jiffokaw fuq l-integrità tal-wiċċ, l-eżattezza dimensjonali, u l-ilbies tal-għodda rilevanti għall-manifattura tal-impjant. Metodoloġija Esperimentali użaw operazzjonijiet ta 'tidwir u tħin CNC fuq ASTM F138 (316L) u ASTM F899 (17-4PH H900) stokk ta' bar iċċertifikat. Il-veloċità tal-qtugħ, ir-rata tal-għalf, u l-fond tal-qatgħa ġew varjati sistematikament fi meded tipiċi għall-operazzjonijiet tal-irfinar (eż., VC: 50-120 m / min, F: 0.05-0.2 mm / rev, AP: 0.1-0.5 mm). L-użu tal-għodda ġie kwantifikat bl-użu ta 'kejl tal-ilbies tal-ġenb (VBMAX); Il-ħruxija tal-wiċċ (RA, RZ) ġiet ivvalutata permezz ta 'profilometrija ta' kuntatt, u ġew evalwati gradjenti ta 'microhardness ta' taħt l-art. Ir-riżultati jindikaw li 17-4PH juru rati ta 'xedd ta' għodda sinifikament ogħla (sa 40% VBMAX akbar f'kundizzjonijiet identiċi) u suxxettibilità akbar għat-twebbis tax-xogħol meta mqabbel ma '316L. Il-ħruxija ottima tal-wiċċ (Ra <0.8 μm) għaż-żewġ ligi nkisbet b'veloċità moderata ta 'qtugħ (80-100 m / min) u rati ta' għalf baxxi (inqas minn jew daqs 0.1 mm / rev). L-applikazzjoni tal-likwidu li jkessaħ naqqas it-twebbis tal-wiċċ bi 15-20%. Is-sejbiet jipprovdu settijiet ta 'parametri validati li jtejbu l-effiċjenza tal-magni u l-kwalità tal-komponenti għal apparat mediku kritiku.

1

Il-manifattura tal-apparat mediku titlob preċiżjoni eċċezzjonalment għolja u integrità tal-materjal. Austenitic 316L u preċipitazzjoni - ebusija tal-azzar li ma jissaddadx 17-4PH jiddominaw applikazzjonijiet li jeħtieġu bijokompatibilità, reżistenza għall-korrużjoni, u saħħa mekkanika (eż., Impjanti ortopediċi, strumenti kirurġiċi). Il-magni ta 'dawn il-ligi jippreżentaw sfidi li jinkludu t-twebbis tax-xogħol, forzi ta' qtugħ għoli, u xedd rapidu ta 'għodda, li potenzjalment jikkompromettu l-kwalità tal-wiċċ kritika għalin vivoprestazzjoni. Dan l-istudju jistabbilixxi evidenza - protokolli tal-magni bbażati biex itaffu dawn il-kwistjonijiet.

2 materjali u metodi

2.1 Materjali u karatterizzazzjoni tal-biċċa tax-xogħol

316L:Bar stock konformi ma 'ASTM f138, soluzzjoni - kundizzjoni ttemprata. Kompożizzjoni kimika vverifikata permezz ta 'OES (CR: 16.5-18.5%, Ni: 10.0-14.0%, MO: 2.0-3.0%, C inqas minn jew daqs 0.030%).

17-4ph:L-istokk tal-bar li jikkonforma mal-ASTM F899, il-kundizzjoni H900 (saħħa tat-tensjoni aħħarija akbar minn jew daqs 1310 MPa). Kompożizzjoni Verifikata (CR: 15.0-17.5%, NI: 3.0-5.0%, Cu: 3.0-5.0%, NB: 0.15-0.45%).

2.2 Esperimenti tal-Magni u Strumentazzjoni

Tagħmir:Ċentru tat-Turning CNC (Haas ST-20), Ċentru tal-Makkinarju Vertikali CNC (DMG Mori DMU 50). Detenturi tal-Għodda: Sandvik Coromant Capto C5.

Għodda tal-Qtugħ:Inserzjonijiet tal-karbur mhux miksijin (denominazzjoni ISO: CNMG 120408 - mf5 għat-tidwir, seht 1204AFTN-ME5 għat-tħin). Tarf tal-qtugħ ġdid użat għal kull parametru sett.

Parametri:Doe fattwali sħiħ investigat:

Veloċità tal-Qtugħ (VC): 50, 80, 110 m / min

Rata ta 'għalf (F): 0.05, 0.10, 0.20 mm / rev (tidwir), 0.05, 0.10, 0.15 mm / snien (tħin)

Fond tal-qatgħa (AP): 0.1, 0.3, 0.5 mm

Tkessaħ: emulsjoni ta 'l-għargħar (5%) vs magni niexfa.

Kejl:

Ħruxija tal-wiċċ:Mitutoyo Surftest SJ-410 Profilometru (RA, RZ Per ISO 4287) . 3 kejl għal kull kampjun.

Għodda Ilbes:Mikroskopju Diġitali Olympus DSX1000 (Flank Wear VBMAX Per ISO 3685). Imkejjel f'intervalli ta '5 minuti.

Mikrohardness ta 'taħt l-art:Struers Durascan 70 Vickers Microhardness Tester (HV 0.1). Cross - Kampjuni sezzjonati, kejl mill-wiċċ sa 300μm fond f'intervalli ta '25 μm.

Forzi tal-Qtugħ:Kistler 9257B Dynamometer b'amplifikatur tat-tagħbija tat-Tip 5070 (FX, FY, FZ).

3 Riżultati u Analiżi

3.1 Għodda Ilbes progressjoni

17-4PH wera b'mod konsistenti xedd tal-ġenb mgħaġġel meta mqabbel ma '316L fil-parametri kollha. Fil-vc =80 m / min, f =0.1 mm / rev, ap =0.3 mm, VBMax laħaq 0.25 mm għal 17-4ph wara 15-il minuta kontra 0.18 mm għal 316L.

Mekkaniżmi ta 'xedd: adeżjoni dominanti / xedd ta' diffużjoni fuq 17-4ph; Ilbies li joborxu predominanti fuq 316L. Il-Figura 1 turi l-morfoloġija komparattiva tal-art. Magni niexfa żiedu r-rati ta 'xedd b'25-35%.

3.2 Topografija tal-wiċċ u ħruxija

RA ottimali (< 0.8 μm) achieved at Vc=80-100 m/min and f≤0.1 mm/rev for both alloys (Figure 2). Higher Vc (>110 m / min) bi vibrazzjoni baxxa kkawżata mill-għalf, li żżid RA.

17-4PH surfaces showed greater propensity for feed mark irregularities and micro-pitting under aggressive feeds (f>0.15 mm / rev). L-applikazzjoni tal-likwidu li jkessaħ tjiebet RA b'10-15% billi tnaqqas il-formazzjoni tal-bue.

3.3 Alterazzjonijiet ta 'taħt l-art

It-twebbis sinifikanti tax-xogħol osservat, li jestendi 100-150μm taħt il-wiċċ bil-makna. L-ogħla mikrohardness jiżdied:

316L:Bażi ~ 200 HV → Peak 260-290 HV.

17-4ph (H900):Bażi ~ 420 HV → Peak 480-520 HV.

Is-severità tat-twebbis żdiedet bir-rata tal-għalf u l-fond tal-qatgħa, imtaffija minn veloċitajiet ta 'qtugħ ogħla u likwidu li jkessaħ (Figura 3) . 17-4 It-twebbis tal-ph kien aktar qawwi u aktar profond.

3.4 Forzi tal-Qtugħ

Il-forza tanġenzjali (FZ) għal 17-4PH kienet 15-25% ogħla minn għal 316L f'kundizzjonijiet identiċi, li tikkorrelata mas-saħħa ogħla tagħha. Il-forza radjali (FY) influwenzata b'mod sinifikanti mill-progressjoni tal-ilbies tal-għodda.

4 Diskussjoni

L-għodda aċċellerata ilbies fuq 17 - 4ph joħroġ mill-qawwa għolja u l-preċipitati li joborxu (eż., Cu - Rich, NBC), li jippromwovi interazzjoni u diffużjoni tal-kolla fl-għodda - interface chip. Is-saħħa aktar baxxa ta 'Austenitic 316L u duttilità ogħla jiffavorixxu formazzjoni ta' ċippa akbar, tnaqqas il-pressjoni ta 'kuntatt iżda żżid ir-riskju ta' adeżjoni. It-twebbis osservat ta 'taħt l-art jallinja ma' deformazzjoni tal-plastik waqt il-formazzjoni taċ-ċippa; Għalf ogħla jżid is-severità tad-deformazzjoni. L-effikaċja tal-likwidu li jkessaħ toriġina mid-dissipazzjoni tas-sħana u l-lubrikazzjoni, u tnaqqas it-trattib termali u l-bue. Filwaqt li l-parametri validati jtejbu r-riżultati, jeżistu limitazzjonijiet: ir-riżultati huma speċifiċi għal għodod tal-karbur mhux miksijin; Għodda miksija (eż., Altin, Tialn) tista 'ttejjeb il-prestazzjoni. Is-sejbiet jissuġġerixxu implikazzjonijiet prattiċi: Ipprijoritizza VC moderat għoli b'F / AP baxx għall-irfinar ta '17-4ph, uża l-likwidu li jkessaħ, u timplimenta monitoraġġ rigoruż ta' l-ilbies ta 'l-għodda. Għal 316L, veloċitajiet ogħla huma fattibbli iżda l-istabbiltà hija kritika biex tevita chatter.

5 Konklużjoni

Il-magni 17-4PH jirrikjedu strateġiji distinti minħabba 25-40% ta 'l-għodda ogħla u t-twebbis akbar ta' taħt l-art minn 316L f'kundizzjonijiet komparabbli.

Finitura tal-wiċċ ottimali (Ra <0.8 μm) għaż-żewġ ligi tinkiseb b'mod konsistenti b'veloċitajiet ta 'qtugħ ta' 80-100 m / min u rati ta 'għalf inqas minn jew daqs 0.1 mm / rev.

L-applikazzjoni għall-likwidu li jkessaħ l-għargħar tnaqqas b'mod sinifikanti t-twebbis tal-wiċċ (15 - 20% aktar baxx ΔHV) u ttejjeb il-finitura tal-wiċċ billi timminimizza t-tarf mibni.

Is-settijiet tal-parametri validati jipprovdu lill-manifatturi b'linji gwida li jistgħu jiġu azzjonabbli biex itejbu l-kwalità tal-komponent u l-ħajja tal-għodda fil-produzzjoni tal-apparat mediku. Riċerka sussegwenti għandha tinvestiga l-prestazzjoni tal-għodda miksija u l-effikaċja tal-likwidu li jkessaħ għolja-.

It-tags Popolari: Medical - Grad Stainless Steel Machining 316L / 17 - 4PH, Ċina Medical Grad Stainless Steel Machining 316L / 17-4PH Manifatturi, Fornituri, Fornituri, Fabbrika