OBRABOTKAMETALLOV Vol. 27 No. 1 2025 63 TECHNOLOGY Сложные термические циклы, присущие технологии WAAM, приводят к образованию неоднородной микроструктуры в получаемых заготовках, что существенно осложняет последующую механическую обработку. Эта неоднородность проявляется в значительных вариациях твердости, прочности и других механических свойств по объему детали, особенно ярко выраженных при использовании жаропрочных сплавов. В работе [26] показано, что фрезерование образцов сплава Ti6Al4V, изготовленных методом WAAM, приводит к значительному износу инструмента (например, концевой фрезы из Al2O3/Si3N4, сиалона) по сравнению с обработкой кованых или литых образцов. Эта повышенная абразивность обусловлена как неоднородностью микроструктуры, так и наличием остаточных напряжений, возникающих в процессе наплавки. Повышенная твердость отдельных зон, микротрещины и неравномерность распределения фаз способствуют быстрому изнашиванию режущего инструмента. Для снижения износа и повышения стойкости инструмента при обработке жаропрочных сплавов, полученных методом WAAM, можно использовать несколько стратегий [27, 28]. К ним относятся оптимизация режимов резания (скорости резания, подачи, глубины резания), применение современных высокопрочных и износостойких инструментальных материалов, а также использование эффективных систем охлаждения, например криогенного охлаждения. Выбор оптимальной стратегии зависит от конкретного жаропрочного сплава, требуемого качества обработки и экономических соображений. Необходимо учитывать, что для жаропрочных сплавов, отличающихся высокой твердостью и прочностью, повышенная стойкость инструмента является критическим фактором, влияющим на производительность и экономическую эффективность процесса механической обработки [29]. Один из подходов к снижению износа инструмента при обработке деталей, изготовленных методом WAAM, заключается в оптимизации параметров процесса наплавки для получения требуемых поверхностных свойств. Контролируя параметры процесса (скорость наплавки, параметры электрической дуги, температуру подложки и др.), можно влиять на формирование микроструктуры и, следовательно, на твердость и абразивность поверхности. Это особенно актуально для жаропрочных сплавов, где неоднородность структуры определяет интенсивность износа инструмента. Для количественного анализа неоднородности микротвердости в заготовках из жаропрочных сплавов, полученных методом WAAM, были разработаны и применены специальные методики агрегирования данных, позволяющие оценивать средние значения твердости и ее вариации в различных зонах детали [30]. Такой подход позволяет более точно предсказывать износ инструмента и оптимизировать режимы обработки. Использование комбинированных методов аддитивного производства, сочетающих различные технологии наплавки или добавляющие промежуточные стадии обработки, может способствовать получению более однородной структуры и, следовательно, улучшению обрабатываемости жаропрочных сплавов. Однако, несмотря на эти усилия, исследования [31] показывают, что обработка заготовок из жаропрочных сплавов, изготовленных методами аддитивного производства (WAAM, SLM и др.), часто сопровождается увеличением сил резания по сравнению с обработкой деталей, полученных традиционными методами (ковка, литье). Это объясняется не только неоднородностью структуры, но и наличием остаточных напряжений, микропор и других дефектов, характерных для аддитивных технологий. Работа [31] подтверждает высокую вариабельность сил резания при обработке WAAM-заготовок даже при использовании одинаковых режимов обработки, что подчеркивает важность индивидуального подбора параметров резания для каждой конкретной детали. Исследований, посвященных субтрактивной обработке деталей, изготовленных методом электродуговой наплавки (WAAM), крайне мало. Это обусловлено рядом факторов, включая сложность предсказания свойств материала после наплавки и необходимость применения специфических методов обработки, учитывающих особенности микроструктуры. В частности, использование WAAM для создания заготовок из жаропрочных и коррозионно-стойких сплавов, таких как инконель 625, сопряжено с дополнительными трудностями, связанными с высокой твердостью и прочностью материала. Поэтому разработка и оптимизация
RkJQdWJsaXNoZXIy MTk0ODM1