Investigation of the machinability by milling of the laser sintered Inconel 625/NiTi-TiB2 composite

ОБРАБОТКА МЕТАЛЛОВ Том 23 № 1 2021 22 ТЕХНОЛОГИЯ чен в лаборатории высокоэнергетических систем и новых технологий Томского государственного университета для изготовления турбинных ло - паток [1]. Лопатки и лопасти газовых турбин работают при высоких температурах и нагруз - ках . Сплавы , используемые для изготовления деталей турбодвигателей , должны обладать вы - сокой прочностью , высокой ударной вязкостью , жаропрочностью , коррозионной стойкостью [3]. В России для изготовления турбинных лопаток используются сплавы на основе никеля , напри - мер такие марки , как ХН 35 ВТЮ , ХН 55 ВМТКЮ , ХН 62 МВКЮЛ , ХН 67 МВТЮЛ , ХН 70 МВТЮБ , ХН 75 ВМЮ , ХН 80 ТБЮ , ЖС 6 УД [4]. Характе - ристики этих сплавов на сегодняшний день не всегда удовлетворяют предъявляемым требова - ниям . В то же время изделия или заготовки , по - лученные с помощью аддитивных технологий , могут иметь более высокий предел прочности на растяжение , предел текучести и низкие значе - ния относительного удлинения по сравнению с образцами , полученными литьем и прокатом [5]. Недостатком композитов , полученных путем ад - дитивных технологий , является неравномерное распределение добавляемых частиц внутри ме - таллической матрицы , что существенно снижает их физико - механические характеристики . Метод получения композита , предложенный авторами [1], сводит указанный недостаток к минимуму . Для данного исследования были взяты образцы в виде брусков , химический состав и некоторые физико - механические свойства которых пред - ставлены в таблице . Полученный в исследовании [1] композит об - ладает повышенной износостойкостью и термо - стойкостью . Так как материал является новым , его обрабатываемость резанием пока еще не изучена . В настоящей работе приведено иссле - дование обрабатываемости данного композита фрезерованием . Под термином обрабатываемость понимают свойство металлов подвергаться обработке реза - нием . Согласно [6] основными показателями для оценки обрабатываемости служат такие параме - тры , как силы резания , качество поверхностного слоя , износ инструмента , теплота , выделяю - щаяся при деформации материала срезаемого слоя , наличие или отсутствие склонности к на - ростообразованию , а также вид , форма и разме - ры срезанной стружки . В зависимости от этих характеристик все материалы подразделяют на 8 групп [4]. Учитывая химический состав изучаемого материала , по рекомендациям из справочника [4] композит Inconel 625 с NiTi-TiB 2 следует от - нести к V–VI группе обрабатываемости . К этим группам относятся жаропрочные , жаростойкие , кислотостойкие стали , сплавы на никелевой и железоникелевой основе . Указанные группы обладают очень низкой обрабатываемостью с коэффициентом от 0,16…0,08 в сравнении со сталью 45, для которой этот коэффициент равен единице . Низкая обрабатываемость связана с высоким пределом прочности и твердостью , ко - торые оказывают значительное влияние на силы резания в процессе обработки . Силы резания при обработке спеченных сплавов могут быть больше , чем силы , возникающие при резании аналогичных сплавов , полученных классически - ми методами [7], что , скорее всего , вызвано бо - лее высокими прочностными характеристиками полученного лазерным спеканием сплава . Другой особенностью изучаемого компози - та является то , что в его состав входит диборид титана TiB 2 , обладающий высокой твердостью и негативно влияющий на стойкость режуще - го инструмента . Рекомендации по выбору ре - жимов резания для металломатричных ком - позитов , полученных аддитивными методами из порошков с добавлением керамики , отсут - ствуют . Из - за низкого коэффициента теплопроводно - сти таких сплавов , тепло , производимое в про - цессе обработки , больше передается в инстру - мент , чем в обрабатываемую деталь , вызывая чрезмерный нагрев режущей кромки и , как след - ствие , износ инструмента [3]. В процессе фрезерования труднообрабаты - ваемых материалов скорость обработки и вели - чина подачи оказывают наибольшее влияние на срок службы инструмента , шероховатость по - верхности и силы резания [8]. Согласно справоч - нику [9] при обработке жаропрочных никелевых сплавов фрезерованием рекомендуется исполь - зовать инструмент из твердого сплава , произво - дить обработку на малых скоростях резания око - ло 15…20 м / мин с подачей 0,02 мм / зуб . Однако в литературе [10, 11] при фрезеровании жаропроч - ных сплавов рекомендуют более агрессивные режимы резания твердосплавным инструментом