초경합금 스레드 블레이드의 내구성을 향상시키기 위해 ESC 기술을 사용

ESC(Edge and Surface Conditioning) 공정은 절삭날의 강화(패시베이션) 및 표면 연마를 위한 공정입니다. ESC 공정을 통해 공구 인선 강도가 향상되고, 표면 응력 상태가 개선되며, 표면 거칠기 값이 감소하고, 공구 내구성이 1~4배 향상됩니다. 

중국의 연간 석유 시추 및 생산 강관 소비량은 800,000톤 이상이며, 석유 강관 가공에는 많은 수의 나사산 블레이드(연간 수십만 개)를 사용해야 하므로 나사산 블레이드의 품질과 내구성을 향상시키기 위해 ESC 기술을 사용하면 상당한 경제적 이점이 있습니다.

1. 1 스레드 블레이드의 형상 특성 이 종이는 오일 케이싱의 수나사에 사용되는 일종의 세 개의 빗살 블레이드이며 블레이드 재질은 YT715 초경합금입니다. 블레이드의 각 톱니의 절단 모서리에서 A~q의 11개의 특징점을 선택했으며, 여기서 H점은 블레이드 끝을 나타내고, A 및 Q점은 루트의 모서리를 나타내고, D 및 L점은 모서리의 측면을 나타냅니다. 고배율에서 블레이드의 가장자리(즉, 앞면과 뒷면의 교차점)는 단순한 선이 아니라 복잡한 표면입니다. 

가장자리의 선명도는 반경 re로 표시됩니다. 블레이드는 그림과 같이 날카롭고 자연스러운 모서리를 형성하도록 가공됩니다. 치아 모양의 모서리 반경은 균일하지 않습니다(re=0.002~0.018mm).

절삭 공구의 신뢰성과 안정성을 향상시키기 위해 ESC 기술에 의한 모서리의 정밀 호닝은 모서리 강도를 증가시키고(재증가) 표면 거칠기 값(ra

2. ESC 기술 및 진동 호닝 방법 원리에 따른 ESC(모서리 및 표면 경화 처리) 공정은 기계, 화학, 전기화학, 연마, 열 처리, 전자기 및 기타 기술 방법(예: 브러시 머신 호닝 방법, 진동 연마 호닝 방법, 샌드 블라스팅 향상 방법, 고속 입자 충격 방법)으로 나눌 수 있습니다. 

본 논문에서는 진동 연마 호닝 공법을 사용하여 스레드 블레이드의 모서리 표면을 강화하는데, 이는 적은 투자와 비용이 특징이며 블레이드 표면의 잔류 응력을 효과적으로 감소 또는 제거하여 블레이드의 내구성을 높일 수 있다. 전통적인 진동 호닝 머신은 진동 메커니즘(모터, 캠, 스프링 등)과 작업대로 구성되며, 작업대의 상자에 있는 sic 또는 알루미나 입자, 블레이드 및 연마재를 사용하는 연마재, 블레이드 및 연마 마찰, 충격을 통해 가장자리 패시베이션을 만듭니다. 그러나 절삭날의 균일한 반경을 확보하기 어렵고, 톱니 윗부분과 이뿌리의 반경 오차가 0.02~0.09mm로 가공 품질과 나사날의 유효 수명에 영향을 미칩니다. 

본 논문에서는 새로운 유형의 기계식 진동 호닝 방식을 사용하여 기존 캠 및 모터 메커니즘을 새로운 유형의 진동 모터로 대체하고 연마재는 에머리와 붕소 탄화물을 혼합하고 새로운 고정구를 사용하여 블레이드와 연마재 사이의 상대 운동을 향상시켜 톱니 상단과 가장자리 반경의 오차를 0.01mm 이내로 제어하여 나사 가공 통과율과 블레이드 유효 수명을 향상시켰습니다.