Какой диапазон скоростей резания используется при обработке Inconel 718?
С точки зрения инженера-технолога, правильный выбор начальной скорости резания при обработке Inconel 718 имеет решающее значение для обеспечения баланса между производительностью, стойкостью инструмента и качеством детали. Этот никель-хромовый суперсплав отличается высокой прочностью, склонностью к наклёпу и сохранением свойств при повышенных температурах, поэтому предпочтителен осторожный подход. Типичный диапазон начальных скоростей резания при механической обработке суперсплавов Inconel 718 составляет 20–40 футов/мин (SFM) для черновых операций с использованием твердосплавного инструмента — как без покрытия, так и с покрытием.
Подробное распределение по типу операции и инструменту
Базовые значения корректируются в зависимости от конкретной операции, материала инструмента и геометрии режущей пластины. При токарной обработке обычно используют скорость 30–50 SFM для чистовых проходов с острыми твердосплавными пластинами положительного переднего угла и PVD-покрытием. При применении более продвинутых инструментов, например керамических (нитрид кремния или армированные whisker-керамики), скорость может повышаться до 400–800 SFM при черновой обработке, но только при очень жёсткой установке и контролируемой глубине резания.
Для фрезерования, где резание носит прерывистый характер и сопровождается термомеханическими ударами, скорости обычно ниже. При работе твердосплавными фрезами рекомендуется начинать с 50–150 SFM. Точная скорость зависит от угла спирали, числа зубьев и использования системы подачи охлаждающей жидкости под высоким давлением. Нижний предел выбирается для крупных диаметров и черновых проходов, а верхний — для чистовых операций и инструментов малых размеров.
Ключевые факторы, влияющие на выбор скорости
Выбор конкретного значения скорости не является случайным — он определяется балансом множества факторов. Главным ограничением является выраженная склонность Inconel 718 к наклёпу. При слишком низких скоростях инструмент «зависает» в резе, вызывая упрочнение поверхности и ускоренный износ. При чрезмерно высоких скоростях возникает сильный тепловой поток в зоне резания, что приводит к размягчению основы инструмента и пластической деформации режущей кромки.
Поэтому эффективное управление теплом — обязательное условие. Использование СОЖ с высоким давлением и большим расходом позволяет рассеивать тепло, предотвращать наклёп и эффективно ломать стружку. Кроме того, необходима жёсткая система CNC-станка, обеспечивающая демпфирование вибраций и стабильное взаимодействие инструмента с заготовкой — это критично для точности размеров и чистоты поверхности при обработке таких трудных материалов, как Inconel 718.
Оптимизация и последующие этапы обработки
Приведённые диапазоны скоростей служат отправной точкой для оптимизации процесса. Оператор выполняет пробные резы, постепенно увеличивая скорость и контролируя износ инструмента, форму стружки и температуру детали, чтобы достичь оптимального соотношения между стойкостью и производительностью. Цель — добиться стабильного и эффективного процесса с минимальными потерями времени и гарантированным качеством детали.
Следует также учитывать влияние стратегии обработки на последующие технологические операции. Агрессивные режимы, вызывающие значительные остаточные напряжения, могут потребовать проведения термообработки для их снятия и восстановления микроструктуры. Для достижения требуемых эксплуатационных свойств поверхности часто применяется электрополировка или другие виды поверхностной обработки нержавеющих сталей, повышающие долговечность и коррозионную стойкость.
