1. Tính chất vật liệu góp phần gây khó khăn khi gia công
Độ bền và độ cứng cao ở nhiệt độ cao
Inconel 600 vẫn giữ được độ bền đáng kể ngay cả ở nhiệt độ lên tới 700–900 độ. Trong quá trình gia công, nhiệt độ vùng cắt có thể vượt quá 600 độ, nhưng vật liệu không mềm như thép cacbon. Điều này có nghĩa là dụng cụ cắt phải chịu được tải trọng cơ học cao liên tục, dẫn đến dụng cụ bị mài mòn nhanh chóng.
Độ dẫn nhiệt thấp
Độ dẫn nhiệt của Inconel 600 thấp hơn nhiều so với thép. Kết quả là nhiệt sinh ra trong quá trình cắt không được tiêu tán vào phôi hoặc phoi một cách hiệu quả mà tập trung ở đầu dụng cụ cắt. Nhiệt độ cao cục bộ này làm tăng tốc độ mài mòn của dụng cụ, đặc biệt là mòn miệng hố và mòn mặt sườn.
Công việc hiệu quả-Xu hướng cứng rắn
Inconel 600 hoạt động-cứng lại nhanh chóng khi làm việc ở trạng thái nguội-. Trong quá trình gia công, vật liệu dưới lưỡi cắt bị biến dạng dẻo khiến lớp bề mặt cứng lại đáng kể. Nếu dụng cụ cọ xát với lớp cứng này (ví dụ: do bước tiến/tốc độ không phù hợp hoặc độ lệch của dụng cụ), dụng cụ có thể nhanh chóng bị cùn hoặc thậm chí bị sứt mẻ.
Độ dẻo dai và độ dẻo cao
Hợp kim rất cứng và dẻo nên tạo ra các phoi dài và liên tục. Những phoi này khó bị vỡ, có thể quấn quanh dụng cụ hoặc phôi và gây ra độ bóng bề mặt kém, sứt mẻ dụng cụ và các mối nguy hiểm về an toàn.
Tạp chất mài mòn
Inconel 600 chứa crom và các nguyên tố hợp kim khác tạo thành cacbua cứng và các pha liên kim loại. Những hạt này hoạt động như chất mài mòn, làm tăng độ mài mòn của dụng cụ, đặc biệt khi sử dụng dụng cụ cacbua.
2. Những thách thức gia công cụ thể
Công cụ mòn nhanh
Mòn mặt sườn: Gây ra bởi áp suất tiếp xúc cao và mài mòn giữa mặt sườn dụng cụ và phôi.
Mòn miệng hố: Do nhiệt độ cao và ái lực hóa học giữa vật liệu dụng cụ và phôi, dẫn đến mòn khuếch tán.
Vết khía: Xảy ra ở độ sâu của đường cắt do vật liệu đã được làm cứng-, gây ra sự tập trung ứng suất cục bộ và hỏng dụng cụ.
Lực cắt cao
Độ bền và độ dẻo dai cao của Inconel 600 mang lại lực cắt cao hơn đáng kể so với gia công thép cacbon. Điều này đòi hỏi các máy công cụ cứng nhắc, đồ gá chắc chắn và dụng cụ ổn định để tránh rung lắc và lệch dụng cụ.
Kiểm soát chip kém
Chip liên tục, dạng chuỗi là phổ biến, có thể:
cản trở quá trình cắt,
làm hỏng bề mặt gia công,
gây gãy dụng cụ,
và tiềm ẩn những rủi ro về an toàn.
Các vấn đề về tính toàn vẹn bề mặt
Quá trình-làm cứng và nhiệt độ cắt cao có thể dẫn đến:
ứng suất dư bề mặt,
thay đổi cấu trúc vi mô (ví dụ, các dải biến dạng),
giảm tuổi thọ mỏi của bộ phận gia công nếu không được kiểm soát đúng cách.
3. Thực hành gia công được đề xuất để giảm thiểu khó khăn
Mặc dù Inconel 600 khó gia công nhưng việc lựa chọn đúng công cụ và thông số có thể cải thiện kết quả:
Vật liệu dụng cụ
Cacbua xi măng có kích thước hạt mịn và lớp phủ-chống mài mòn (ví dụ: TiAlN, TiCN, AlTiN) thường được sử dụng để gia công thô và hoàn thiện.
Cubic Boron Nitride (CBN) thích hợp để hoàn thiện tốc độ cao và tiện cứng, mang lại khả năng chống mài mòn tuyệt vời ở nhiệt độ cao.
Công cụ gốm (ví dụ: SiAlON) có thể được sử dụng để gia công-tốc độ cao nhưng yêu cầu máy móc rất cứng và thiết lập ổn định.
Thông số cắt
Tốc độ cắt thấp là cần thiết để giảm sinh nhiệt (thường là 10–30 m/phút đối với dụng cụ cacbua).
Bước tiến từ trung bình đến cao giúp giảm thiểu sự cọ xát và giảm độ sâu của lớp được làm cứng-.
Độ sâu cắt vừa đủ để đảm bảo dụng cụ xuyên qua bên dưới bề mặt đã được làm cứng-của công việc từ các lần cắt trước.
Chất làm mát và bôi trơn
Hệ thống làm mát áp suất-cao (70–140 bar) thường được sử dụng để cải thiện khả năng bẻ phoi, giảm nhiệt độ dụng cụ và loại bỏ phoi.
Chất làm mát gốc dầu hoặc bán{1} tổng hợp có chất phụ gia áp suất cực cao (EP) tốt được ưu tiên sử dụng để giảm ma sát và mài mòn.
Hình học công cụ
Góc trước dương giúp giảm lực cắt và cải thiện dòng phoi.
Cán dao và hạt dao chắc chắn, ổn định để chống lệch.
Máy cắt phoi được thiết kế đặc biệt cho các vật liệu cứng để thúc đẩy việc phân chia phoi.
Chiến lược gia công
Máy công cụ cứng và cố định để tránh rung.
Giảm thiểu phần nhô ra của công cụ để tăng độ ổn định.
Sử dụng phay leo khi có thể để giảm hiệu ứng làm cứng-công việc.
4. Tóm tắt
Inconel 600 là vật liệu có tính thách thức cao đối với máy móc do sự kết hợp giữa độ bền nhiệt độ cao, độ dẫn nhiệt thấp, độ cứng-làm việc, độ dẻo dai và độ mài mòn. Những đặc tính này dẫn đến lực cắt cao, dụng cụ bị mòn nhanh, kiểm soát phoi kém và các vấn đề tiềm ẩn về tính toàn vẹn bề mặt. Gia công thành công đòi hỏi phải lựa chọn cẩn thận vật liệu dụng cụ, thông số cắt được tối ưu hóa, sử dụng chất làm mát hiệu quả và tập trung vào độ cứng và độ ổn định.
