ВЛИЯНИЕ РОТАЦИОННОГО РЕЗАНИЯ НА ТЕМПЕРАТУРУ В ЗОНЕ РЕЗАНИЯ И ОБРАЗОВАНИЕ БЕЛОГО СЛОЯ В СПЛАВЕ INCONEL 718.
Keywords:
ротационное резание, Inconel 718, температура резания, белый слой, целостность поверхности, металлографический анализ, пирометрия, самоохлаждение.Abstract
Представлены результаты экспериментального исследования
температуры в зоне резания и образования «белого слоя» (white layer) в
поверхностном слое жаропрочного никелевого сплава Inconel 718 при
ротационном резании. Обработка выполнена на токарном станке с ЧПУ DMG
MORI NLX 2500 самовращающейся круглой пластиной Sandvik RCMT 12 04 M0
(TiAlN) радиусом 12 мм без СОЖ; контрольные опыты выполнены обычным
точением на тех же режимах. Температуру в зоне стружкообразования измеряли
бесконтактным пирометром Optris CS LT с верификацией методом искусственной
термопары;
микроструктуру
поверхностного
слоя
исследовали
металлографическим методом (микроскоп Olympus BX53M) и методом
сканирующей электронной микроскопии с энергодисперсионным анализом (Zeiss
Sigma 300 + EDS). Установлено, что при ротационном резании температура в зоне
резания на 38–46 % ниже, чем при обычном точении в идентичных режимах, что
является следствием самоохлаждения вращающейся режущей кромки.
Металлографический анализ показал, что при всех исследованных режимах
ротационного резания белый слой отсутствует, тогда как при обычном точении
со скоростью Vc = 70 м/мин образуется белый слой толщиной 2,5–4,0 мкм с
нанокристаллической структурой.
References
1. Field M., Kahles J.F. Review of surface integrity of machined
components // CIRP Annals. – 1971. – Vol. 20, No. 2. – P. 153–163.
2. Jawahir I.S., Brinksmeier E., M’Saoubi R. et al. Surface integrity in
material removal processes: Recent advances // CIRP Annals. – 2011. – Vol. 60,
No. 2. – P. 603–626.
3. Thakur A., Gangopadhyay S. State-of-the-art in surface integrity in
machining of nickel-based super alloys // International Journal of Machine Tools
and Manufacture. – 2016. – Vol. 100. – P. 25–54.
4. Ezugwu E.O. Key improvements in the machining of difficult-to-cut
aerospace superalloys // International Journal of Machine Tools and Manufacture. –
2005. – Vol. 45, No. 12–13. – P. 1353–1367.
5. Ramesh A., Melkote S.N., Allard L.F. et al. Analysis of white layers
formed in hard turning of AISI 52100 steel // Materials Science and Engineering:
A. – 2005. – Vol. 390, No. 1–2. – P. 88–97.
6. Rech J., Hamdi H., Valette S. Workpiece surface integrity // Machining:
Fundamentals and Recent Advances / Ed. J.P. Davim. – London: Springer, 2008. –
P. 59–96.
7. Kishawy H.A., Wilcox J. Tool wear and chip formation during hard
turning with self-propelled rotary tools // International Journal of Machine Tools
and Manufacture. – 2003. – Vol. 43, No. 4. – P. 433–439.
8. Kishawy H.A., Gerber A.G. A model for the tool temperature during
machining with a rotary tool // ASME Journal of Manufacturing Science and
Engineering. – 2001. – Vol. 123, No. 4. – P. 682–687.
9. Pawade R.S., Joshi S.S., Brahmankar P.K. Effect of machining
parameters and cutting edge geometry on surface integrity of high-speed turned
Inconel 718 // International Journal of Machine Tools and Manufacture. – 2008. –
Vol. 48, No. 1. – P. 15–28.
