قدمت شركة ستانفورد للمواد المتقدمة حلول CBN لأدوات الفضاء الجوي

مقدمة

يسرّ Stanford Advanced Materials (SAM) أن تشارك قصة نجاح في استخدام نيتريد البورون المكعب (cBN)، وهي مادة فائقة الصلابة معروفة بثباتها الحراري المتميز وخمولها الكيميائي. وقد ساعدت حلول نيتريد البورون المكعب من شركة SAM إحدى الشركات البارزة في مجال صناعة الطيران على حل مشكلات تآكل الأدوات الخطيرة في التصنيع الآلي عالي الدقة للسبائك الحديدية المقواة.

تقولكبيرة مهندسي السيراميك فيشركة SAM السيدة ليزا روس:

"يمنح نيتريد البورون المكعب المهندسين ميزة - بالمعنى الحرفي والمجازي - حيثما يقصر الماس. وهذا هو بالضبط نوع الحلول عالية الأداء والمخصصة للتطبيقات التي تناسب SAM تمامًا".

دراسة حالة عن نيتريد البورون المكعب

--التحدي: تآكل الأداة في التصنيع الآلي في مجال الفضاء الجوي

عرض أحد المنتجين الرئيسيين لقطع غيار الطيران على شركة SAM مشكلة كبيرة. حيث كانت خطوط الإنتاج الخاصة بهم، والتي تضمنت التصنيع الآلي الدقيق للصلب المقوى والسبائك الفائقة القائمة على النيكل لأجزاء المحركات النفاثة ، تعاني من تدهور شديد في الأدوات. حتى أدوات الكربيد المغلفة لم تكن تصمد، وكانت أدوات الماس تتفاعل كيميائيًا مع المعادن الحديدية.

كانت نقاط الألم الرئيسية هي:

• التغييرات المتكررة للأدوات مما يعطل الإنتاج
• تآكل الحواف وفقدان تحمل القِطع
• الحرارة الزائدة أثناء القطع عالي السرعة
• زيادة التكاليف بسبب قصر عمر الأداة

احتاج العميل إلى منتج مقاوم لدرجات الحرارة العالية، ومقاومة التآكل الكيميائي، والقدرة على البقاء حادًا حتى في ظروف التشغيل القاسية.

-SAM'sAM الحل: إدخالات ومساحيق نيتريد البورون المكعبة

أوصتشركة Stanford Advanced Materials، بعد مراجعة التطبيق بدقة، بمجموعتها من منتجات نيتريد البورون المكعب (cBN). وهي توفر مساحيق نيتريد البورون المكعب عالية النقاء المصممة خصيصًا لتصنيع أدوات القطع الملبدة وإدخالات القطع المصنوعة مسبقًا من نيتريد البورون المكعب المصممة خصيصًا لتصنيع السبائك الحديدية.

لماذا استخدامنيتريد البورون المكعب (cBN)؟ أولاً، يأتي cBN في المرتبة الثانية بعد الماس من حيث الصلابة وبالتالي يوفر مقاومة جيدة جدًا للتآكل. بالإضافة إلى ذلك، يتمتع بثبات حراري استثنائي مع أداء مستمر في درجات حرارة تصل إلى 1350 درجة مئوية في الهواء. كما أنه خامل كيميائيًا، مما يجعله غير تفاعلي مع الحديد أو الفولاذ، ويقاوم التفاعلات غير المرغوب فيها أثناء التشغيل الآلي. وأخيرًا، يتمتع cBN باحتفاظ أفضل بالحافة، خاصةً أثناء ظروف القطع الجاف أو عالي السرعة، مما يؤدي إلى إطالة عمر الأداة واستقرار الأداء. وهذه المزايا مجتمعةً تجعل من cBN مادة مفضلة للتطبيقات الصناعية القصوى.

قدمتSAM أيضًا استشارات فنية حول اختيار الأدوات وظروف القطع وتكامل التشغيل باستخدام الحاسب الآلي. وكان الهدف من ذلك هو تحسين عمر الأداة دون التضحية بدقة الأبعاد وقابلية التكرار في إنتاج السلاسل الكبيرة.

--التنفيذ والنتائج

قام عميل صناعة الطيران بدمج أدوات cBN من SAM في تطبيقات تشطيب شفرات التوربينات وأقواس الفولاذ الهيكلي. أظهرت نتائج الأداء فوائد واضحة وقابلة للقياس:

• كان عمر الأداة أطول بمقدار 4.5 أضعاف، مما قلل من تكرار تغيير الأداة ووقت التعطل
• انخفاض بنسبة 18% في زمن دورة التصنيع بسبب سرعات القطع الأعلى
• تحسين تشطيب السطح والتفاوت في الأبعاد لتلبية معايير الجودة في مجال الطيران والفضاء
• انخفاض بنسبة 32% في التكلفة الإجمالية للأدوات على مدار ستة أشهر من الاختبار

أدّت هذه الفوائد إلى تطبيق أدوات cBN على مستوى الشركة على خطوط التصنيع الآلي للسبائك العالية في الشركة. وقد سمح الأداء المحسّن للمهندسين بالوفاء بجداول تسليم أقصر مع تقليل الهدر وإعادة العمل.

ما هو نيتريد البورون المكعب؟

نيتريد البورون المكعب (cBN) هو مادة اصطناعيةفائقة الصلابة ذات بنية بلورية مكعبة تشبه الماس. يُستخدم على نطاق واسع في التصنيع الآلي عالي الدقة حيث تكون الصلابة القصوى ومقاومة الحرارة مطلوبة. لا يحتوي نيتريد البورون المكعب على تفاعل كيميائي مع المعادن الحديدية مثل الماس، وبالتالي فهو مثالي لتصنيع الفولاذ المقوى والحديد المصبوب والسبائك الفائقة.

فيما يلي الميزات الرئيسية ل cBN:

صُممتمنتجات cBN من شركة SAM لتلبية متطلبات تطبيقات الفضاء والسيارات والتصنيع المتقدمة، ويتم تقديمها في شكل مسحوق أو إدخالات ملبدة أو مركّبة.

مزيد من القراءة: لماذا يُطلق على نيتريد البورون المكعب مادة فائقة الصلابة؟

تطبيقات نيتريد البورون المكعب

يجد نيتريد البورون المكعب (cBN) استخدامات واسعة النطاق.

• فهو يُستخدم على نطاق واسع في تصنيع الفولاذ الميكانيكي والفولاذ المقوى والسبائك عالية القوة بسبب مقاومته العالية للتآكل والصلابة.
• وبالإضافة إلى ذلك، يُستخدم cBN في أدوات الطحن الدقيقة لقطع غيار الطيران والسيارات، حيث تكون الدقة والمتانة ذات أهمية قصوى.
• كما يُستخدم أيضًا كطلاء مقاوم للتآكل على القوالب وأدوات التشكيل لتعزيز عمرها الافتراضي.
• وبالإضافة إلى ذلك، يُستخدم cBN في المكونات المقاومة للحرارة المصممة لتطبيقات القطع عالية السرعة.
• وبسبب متانته التي لا مثيل لها وثباته الحراري الفائق، فإن cBN هو المادة المفضلة عمومًا عندما لا تكون أدوات الماس والكربيد عملية.

الخاتمة

إن نيتريد البورون المكعب (cBN) ذو قيمةعالية للغاية كمادة لأدوات القطع لأنه يمتلك مزيجًا فريدًا من الصلابة العالية والاستقرار الحراري والكيميائي. تُعد Stanford Advanced Materials (SAM) شركة عالمية رائدة في مجال السيراميك والمواد الصلبة المصممة هندسياً. لمعرفة المزيد عن منتجات SAM من مادة cBN أو الحصول على عرض أسعار مخصص، يرجى زيارة الصفحة الرئيسية.