CNC (компјутерска нумеричка контрола) глодањето е камен-темелник на модерното производство, овозможувајќи производство на сложени компоненти со висока прецизност и повторување. Меѓутоа, при глодање на супертврди метални материјали како што се Inconel 718 и Hastelloy, абењето на алатот се јавува како критичен предизвик, што влијае на ефикасноста на обработката, квалитетот на површината и трошоците за производство. Супертврдите материјали, честопати нарекувани суперлегури на база на никел, се ценети поради нивните исклучителни механички својства, вклучувајќи висока цврстина, отпорност на корозија и термичка стабилност на покачени температури. Овие атрибути ги прават неопходни во индустриите како што се воздухопловството, енергетиката и хемиската обработка, но исто така ги прават познати по тоа што се тешки за обработка, што доведува до забрзано абење на алатот и намален век на траење на алатот.

Абењето на алатот при CNC глодање е повеќеслоен феномен управуван од комбинација на механички, термички и хемиски интеракции помеѓу алатот за сечење и обработуваниот дел. Разбирањето на еволутивните механизми на абење на алатот и развивањето точни предикативни модели се од суштинско значење за оптимизирање на параметрите на обработка, продолжување на животниот век на алатот и минимизирање на трошоците за производство. Оваа статија дава сеопфатно истражување на еволутивните механизми на абење на алатот при CNC глодање на супертврди материјали, со фокус на Inconel 718 и Hastelloy. Ги испитува доминантните механизми на абење, влијанието на условите на сечење и најсовремените техники за предвидливо моделирање што се користат за предвидување на абењето на алатот. Вклучени се детални табели за споредување на механизмите на абење, пристапите за моделирање и експерименталните наоди, нудејќи ригорозен и научен ресурс за истражувачите и практичарите во оваа област.

## Супертврди метални материјали: Својства и предизвици

### Преглед на супертврди материјали

Супертврдите метални материјали, особено суперлегури на база на никел како Inconel 718 и Hastelloy, се конструирани за екстремни средини. Inconel 718, легура на никел-хром, е позната по својата висока цврстина на истегнување (приближно 1,100 MPa), одлична отпорност на корозија и способност за одржување на механички својства на температури до 700°C. Неговиот состав, кој вклучува никел (50–55%), хром (17–21%), железо, ниобиум и молибден, придонесува за неговите исклучителни перформанси во апликации како што се лопатки на гасни турбини, воздухопловни компоненти и нуклеарни реактори. Слично на тоа, Hastelloy, семејство на легури на база на никел (на пр., Hastelloy C-22HS, Hastelloy X), се карактеризира со својата отпорност на корозија и цврстина, особено во хемиската обработка и воздухопловните апликации. Легурите Hastelloy обично содржат никел, молибден, хром и мали количини на кобалт и волфрам, зголемувајќи ја нивната отпорност на локализирана корозија и оксидација на високи температури.

Механичките својства на овие материјали, иако се поволни за нивната крајна употреба, претставуваат значителни предизвици за време на обработката. Нивната ниска топлинска спроводливост (приближно 11–15 W/m·K за Inconel 718) предизвикува топлината да се концентрира на интерфејсот помеѓу алатката и обработуваниот дел, што доведува до покачени температури на сечење. Дополнително, присуството на тврди фази (на пр., γ″ и γ′ во Inconel 718, Ni2(Mo,Cr) во Hastelloy C-22HS) и карбиди (на пр., TiC, NbC) ја зголемува абразивноста на материјалот, забрзувајќи го абењето на алатот. Стврднувањето при работа, феномен каде што површината на материјалот се стврднува за време на обработката, дополнително го влошува абењето на алатот со зголемување на силите на сечење и напрегањата на алатот.

### Предизвици во машинската обработка

Обработката на супертврди материјали е по својата природа предизвикувачка поради нивната висока тврдост (175–240 Бринели за Inconel 718 во ладно валана состојба), ниската топлинска спроводливост и тенденцијата за формирање на натрупани рабови (BUE). Овие фактори придонесуваат за неколку тешкотии при обработката:

- **Високи температури на сечење**: Ниската топлинска спроводливост на суперлегурите предизвикува акумулација на топлина во зоната на сечење, честопати над 650°C, што може да ги деградира материјалите на алатот и да го забрза абењето.
- **Абразивно абење**: Тврдите карбиди и фази во материјалот ја абеат површината на алатот, што доведува до абење на бочните делови и кратерите.
- **Абење на лепило**: Тенденцијата на суперлегурите да се лепат на површината на алатот формира BUE, што може да доведе до вдлабнатини и лупење.
- **Високи сили на сечење**: Високата цврстина и однесувањето при стврднување при работа на суперлегурите резултираат со зголемени сили на сечење, зголемување на напрегањето на алатот и стапките на абење.
- **Краток век на траење на алатот**: Комбинацијата од термички, механички и хемиски стресови значително го намалува векот на траење на алатот, што бара чести промени на алатот и зголемување на трошоците за производство.

Овие предизвици ја нагласуваат важноста од разбирање на механизмите на абење на алатките и развивање на предикативни модели за оптимизирање процес на обработкаes.

## Механизми за абење на алатки во фрезови

### Преглед на абењето на алатите

Абењето на алатот при CNC фрезирање е прогресивна деградација на алатот за сечење поради интеракции со обработуваниот дел под високи термички, механички и хемиски оптоварувања. Се манифестира во различни форми, вклучувајќи абење на страните, абење на кратерите, абење на засеците, кршење и термичко пукање. Еволуцијата на абењето на алатот обично следи три различни фази:

1. **Почетна фаза на абење**: Карактеризирана со брзо абење поради првичниот контакт на алатот со обработуваниот дел, што често вклучува микрочипови и лепење.
2. **Фаза на стабилно абење**: Период на релативно стабилна прогресија на абењето, каде што стапките на абење се попредвидливи и под влијание на параметрите на сечење.
3. **Фаза на забрзано абење**: Се карактеризира со брзо влошување, што доведува до дефект на алатот, често поради кумулативно оштетување од термички и механички стресови.

При глодање на супертврди материјали, доминантните механизми на абење вклучуваат абразивно абење, абење на лепило, дифузно абење и термичко пукање, при што секое од нив е под влијание на својствата на материјалот, карактеристиките на алатот и условите на сечење.

### Абразивно абење

Абразивното абење се јавува кога тврдите честички во обработуваниот дел, како што се карбидите (на пр., TiC, NbC во Inconel 718), механички ја абразираат површината на алатот. Овој механизам е распространет на страничните и наклонетите површини на алатот, што доведува до униформно губење на материјал и формирање на површини од абење. Студиите покажаа дека абразивното абење е особено значајно при брзо глодање, каде што зголемените брзини на сечење ја влошуваат интеракцијата помеѓу тврдите честички и алатот. На пример, една студија за глодање на Inconel 718 со алатки од цементиран карбид покажа дека абразивното абење доминира при брзини на вретеното над 10,000 вртежи во минута, што придонесува за ширина на абење на страничните делови (VBmax) што надминува 0.3 mm по 315 сечења.[](https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0954405416668925)

### Лепливо носење

Абењето на лепилото е резултат на заварувањето на материјалот на обработуваниот дел на површината на алатот под висок притисок и температура, формирајќи BUE. Бидејќи BUE постојано се формира и отстранува, тој предизвикува вдлабнатини и лупење на површината на алатот. При глодање Inconel 718, абењето на лепилото е примарен механизам за дефект, особено при помали брзини на сечење (на пр., 36–50 m/min), каде што тенденцијата на материјалот да се лепи е изразена. Истражувањата покажуваат дека абењето на лепилото е одговорно за абењето на засекот во близина на линијата на длабочина на сечење (DOC), при што радијалниот DOC е критичен фактор што влијае на неговата сериозност.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164812004681)

### Дифузно абење

Дифузното абење се јавува на високи температури кога атомите од материјалот на алатот дифундираат во обработениот дел или обратно, ослабувајќи ја површината на алатот. Овој механизам е значаен при глодање на суперлегури поради нивните високи температури на сечење. На пример, при обработка на Hastelloy C-22HS со алатки со обложен карбид, дифузијата на титаниум и хром од обработениот дел во матрицата на алатот ја намалува неговата цврстина, што доведува до абење во форма на кратер. Дифузното абење е особено изразено кај алатките со кубен бор нитрид (CBN) при брзини на сечење над 80 m/min, каде што температурите го надминуваат прагот на термичка стабилност на материјалот.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164810004011)

### Термичко крекирање

Термичкото пукање произлегува од циклични термички напрегања предизвикани од повременото дејство на сечење при глодање. Брзите циклуси на загревање и ладење на интерфејсот алатот-обработениот дел предизвикуваат термички замор, што доведува до пукнатини на површината на греблото на алатот. Студиите за високобрзинска обработка на Inconel 718 со CBN алатки под услови на висок притисок на средство за ладење покажаа дека термичкото пукање е значаен начин на дефект при брзини на сечење над 150 m/min, особено со алатки со ниска содржина на CBN.[](https://www.fujipress.jp/ijat/au/ijate001400061045/)

### Други механизми за абење

Дополнителни механизми за абење вклучуваат:

- **Пластична деформација**: Високите сили на сечење и температури можат да предизвикаат пластична деформација на материјалот на алатот, особено кај необложените карбидни алатки.
- **Оштетување**: Микрофрактури на работ на алатот поради високи механички напрегања, често забележани кај керамичките алати при високи стапки на напојување.
- **Хемиско абење**: Хемиските реакции помеѓу алатот и обработуваниот дел, како што е оксидацијата, го забрзуваат абењето на покачени температури.

Табела 1 ги сумира основните механизми на абење на алатите забележани при CNC глодање на Inconel 718 и Hastelloy, заедно со нивните фактори на влијание и типични манифестации.

**Табела 1: Механизми за абење на алатот при CNC глодање на Inconel 718 и Hastelloy**

| **Механизам на абење** | **Опис** | **Фактори на влијание** | **Типична манифестација** | **Референци** |
|---------------------| ...|
| Абразивно абење | Механичко абење од тврди честички во обработуваниот дел | Висока брзина на вретеното, тврди карбиди (TiC, NbC), тврдост на материјалот од алатот | Абење на боковите, земјишта на абење | |[](https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0954405416668925)
| Абење на лепило | Заварување на материјалот на обработуваниот дел со алатката, формирање на BUE | Мала брзина на сечење, висок притисок, тенденција за адхезија на материјалот | Абење на засеци, вдлабнатини, лупење | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164812004681)
| Дифузно абење | Атомска дифузија помеѓу алатот и обработуваниот дел на високи температури | Висока температура на сечење, хемиска компатибилност | Абење во кратер, слабеење на алатот | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164810004011)
| Термичко пукање | Пукнатини поради циклични термички напрегања | Висока брзина на сечење, повремено сечење, притисок на средството за ладење | Пукнатини на површината на гребење | |[](https://www.fujipress.jp/ijat/au/ijate001400061045/)
| Пластична деформација | Деформација на материјалот на алатот под големи сили | Високи сили на сечење, мала цврстина на материјалот на алатот | Деформација на работ | |[](https://www.mdpi.com/2227-9717/10/11/2380)
| Кршење | Микрофрактури на работ на алатот | Висока брзина на полнење, кршливи материјали за алати | Фрактури на работ | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164810004011)
| Хемиско абење | Хемиски реакции (на пр., оксидација) | Висока температура, реактивен работен дел | Деградација на површината | |[](https://www.mdpi.com/2227-9717/10/11/2380)

## Фактори што влијаат на абењето на алатот

### Параметри на сечење

Параметрите на сечење, вклучувајќи ја брзината на сечење, брзината на напојување, длабочината на сечење (DOC) и брзината на вретеното, значително влијаат врз абењето на алатот при CNC глодање на супертврди материјали. Нивните ефекти се сумирани подолу:

- **Брзина на сечење**: Повисоките брзини на сечење ги зголемуваат температурите на сечење, забрзувајќи го дифузното и термичкото абење. На пример, една студија за фрезирање Inconel 718 покажа дека зголемувањето на брзината на сечење од 36 m/min на 55 m/min ја дуплира стапката на абење на страните.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S175558171100040X)
- **Стапка на напојување**: Повисоките стапки на напојување ги зголемуваат силите на сечење, поттикнувајќи абење на лепилото и кршење. Оптималните стапки на напојување (на пр., 0.1–0.15 mm/вртеж) го балансираат животниот век на алатот и квалитетот на површината.[](https://www.mechanics-industry.org/articles/meca/full_html/2020/02/mi190203/mi190203.html)
- **Длабочина на сечење**: Поголемите радијални и аксијални DOC-и ги зголемуваат стапките на отстранување на материјалот, но го влошуваат абењето на засекот, особено на линијата на DOC.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164812004681)
- **Брзина на вретеното**: Високите брзини на вретеното (на пр., 10,000 вртежи во минута) ја зголемуваат ефикасноста на обработката, но го зголемуваат абењето на абразивот поради зголемените интеракции помеѓу алатката и работниот дел.[](https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0954405416668925)

### Материјал за алати и премази

Изборот на материјал за алати и премази значително влијае на отпорноста на абење. Вообичаени материјали за алати за глодање на супертврди материјали вклучуваат:

- **Цементиран карбид**: Широко се користи поради неговата цврстина и разновидност, но е склонен кон абразивно и лепливо абење. Повеќеслојните премази (на пр., TiAlN/TiAl) ја подобруваат отпорноста на абење за 20–40%.[](https://www.mscdirect.com/betterMRO/mastering-inconel-machining)
- **Кубен бор нитрид (CBN)**: Погоден за брза обработка поради неговата висока тврдост и термичка стабилност, но подложен на термичко пукање при висок притисок на средството за ладење.[](https://www.fujipress.jp/ijat/au/ijate001400061045/)
- **Керамички алатки**: Керамиката зајакната со мустаќи (на пр., SiAlON) нуди супериорна цврстина за Hastelloy, но кршењето е проблем при високи стапки на напојување.[](https://www.mscdirect.com/betterMRO/techniques-tools-machining-брзање)

Облогите како што се AlTiN и TiAlN ја зголемуваат отпорноста на абење со намалување на триењето и зголемување на тврдоста при загревање. Облогите на база на силициум покажаа зголемување од 50% на животниот век на алатот при глодање на Inconel 718.[](https://www.mscdirect.com/betterMRO/mastering-inconel-machining)

### Стратегии за ладење и подмачкување

Стратегиите за ладење и подмачкување, како што се подмачкување со минимална количина (MQL), течност за ладење под висок притисок (HPC) и криогено ладење, влијаат врз абењето на алатот со контролирање на температурите на сечење и триењето:

- **MQL**: Го намалува абењето на алатот за 20–30% во споредба со сувото сечење со минимизирање на триењето и топлината.[](https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-018-1911-3)
- **HPC**: Го потиснува абењето на кратерот, но може да го забрза засекувањето при висок притисок (на пр., 20.3 MPa) поради удар на млаз вода.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164810004011)
- **Криогено ладење**: Користејќи течен азот или CO2, ги намалува температурите на сечење, продолжувајќи го животниот век на алатот до 40% при фрезирање Inconel 625.[](https://www.mdpi.com/2227-9717/10/11/2380)

Табела 2 го споредува влијанието на различните стратегии за ладење врз абењето на алатот при глодање на супертврди материјали.

**Табела 2: Влијание на стратегиите за ладење врз абењето на алатот при CNC глодање**

| **Стратегија за ладење** | **Намалување на абењето на алатот** | **Предности** | **Ограничувања** | **Референци** |
|-----------------------|- ...|---------------------|--------------------|-------------------|
| Суво сечење | Основно | Економично, едноставно | Високи температури, сериозно абење | |[](https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-018-1911-3)
| MQL | 20–30% | Намалено триење, еколошки | Ограничен капацитет за ладење | |[](https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-018-1911-3)
| HPC | 30–50% (абење на кратери) | Ефикасно ладење, отстранување на струготини | Сечење при висок притисок | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164810004011)
| Криогено ладење | До 40% | Ниски температури, подобрен квалитет на површината | Висока цена, комплексна поставеност | |[](https://www.mdpi.com/2227-9717/10/11/2380)

### Својства на материјалот на работниот дел

Микроструктурата и составот на супертврдите материјали директно влијаат на абењето на алатот. На пример, фазите γ″ и γ′ во Inconel 718 ја зголемуваат цврстината на смолкнување, поттикнувајќи абење на лепилото, додека честичките Ni2(Mo,Cr) во Hastelloy C-22HS ја зголемуваат отпорноста на абење, што доведува до абење на абразивни материјали. Термичката обработка, како што е двојното стареење во Inconel 718, дополнително ја зголемува тврдоста, влошувајќи го абењето на алатот.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301679X25001574)[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164810004011)[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164812004681)

## Предвидливо моделирање на абењето на алатите

### Важноста на предвидливото моделирање

Точното предвидување на абењето на алатот е клучно за оптимизирање на процесите на CNC фрезирање, намалување на времето на застој и минимизирање на трошоците. Предвидувачките модели им овозможуваат на производителите да го предвидат животниот век на алатот, да закажат промени на алатот и да ги оптимизираат параметрите на сечење. Со оглед на сложеноста на абењето на алатот кај супертврди материјали, предикативните модели мора да земат предвид повеќе механизми на абење, услови на сечење и својства на материјалот. Два основни пристапа доминираат во предвидувањето на абењето на алатот: модели базирани на физика и модели базирани на податоци.

### Модели базирани на физика

Моделите базирани на физика се потпираат на емпириски односи и механистичко разбирање на процесите на абење. Тие вклучуваат параметри како што се сили на сечење, температури и својства на материјалите за да се предвидат стапките на абење. Вообичаените модели базирани на физика вклучуваат:

- **Тејлоровата равенка за животниот век на алатот**: Емпириски модел што го поврзува животниот век на алатот со брзината на сечење, брзината на напојување и DOC. Иако е едноставен, му недостасува општост за суперлегури поради нивните сложени механизми на абење.[](https://www.academia.edu/69451806/Modelling_tool_wear_in_cemented_carbide_machining_alloy_718)
- **Метод на конечни елементи (FEM)**: Симулира абење на алатот со моделирање на формирање на струготини, пренос на топлина и распределба на напрегање. FEM моделите, како оние имплементирани во DEFORM или ABAQUS, се користат за симулирање на глодање на Inconel 718, но тие често страдаат од дисторзија на мрежата при високи стапки на абење.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301679X25001574)
- **Механистички модели**: Овие модели интегрираат механизми на абење (на пр., абразивни, лепила) со геометријата на алатот и силите на сечење. Механистичкиот модел за глодање Inconel 718 постигна точност од 98.5% во предвидувањето на силите на сечење со вклучување на ефектите на абење на страните.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1526612520308781)

И покрај нивната механистичка ригорозност, моделите базирани на физика бараат обемни експериментални податоци за калибрација и се борат да се прилагодат на различни услови на сечење.

### Модели засновани на податоци

Моделите базирани на податоци користат техники на машинско учење (ML) и статистички техники за предвидување на абењето на алатите врз основа на историски податоци. Овие модели се одлични во фаќањето сложени, нелинеарни врски без да бараат детално механистичко знаење. Клучните пристапи базирани на податоци вклучуваат:

- **Вештачки невронски мрежи (ANN)**: ANN го предвидуваат абењето на алатот со мапирање на влезните параметри (на пр., брзина на сечење, брзина на напојување, сили на сечење) со излезите на абење. Студија за стругање Inconel 718 постигна поголема точност со ANN во споредба со регресивната анализа, особено со ограничени податоци.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S175558171100040X)
- **Мрежи со долгорочна меморија (LSTM)**: LSTM мрежите, погодни за податоци од временски серии, се користат за предвидување на абењето на страните при микро-фрезирање на Inconel 718, постигнувајќи коефициент на корелација од 0.9453 со мерења на абењето на страните.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141635923002039)
- **Модели на мета-учење**: Овие модели се прилагодуваат на различни услови на сечење со минимални податоци. Модел на мета-учење за глодање на титаниумски легури постигна висока точност со само еден примерок под нови услови.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0007850619300113)
- **Авторегресивен интегриран подвижен просек (ARIMA)**: Во комбинација со брановидни невронски мрежи (WNN), моделите ARIMA-WNN предвидуваат абење на страните при брзо глодање на Inconel 718 со точност од над 95%.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2213846322001924)

### Хибридни модели

Хибридните модели комбинираат пристапи базирани на физика и пристапи водени од податоци за да ги искористат нивните предности. На пример, пристап на спојување на физика воден од податоци со користење на ARIMA и WNN беше применет на глодањето Inconel 718, постигнувајќи висока точност со вклучување на емпириски модели на абење со анализа на временски серии. Друг хибриден модел со користење на Levenberg-Marquardt и ANN предвиде абење на алатот при ротациона ултразвучна обработка на Inconel 718, надминувајќи ги традиционалните модели.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2213846322001924)[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214785321082468)

Табела 3 споредува различни пристапи за предвидливо моделирање на абењето на алатите при CNC глодање на супертврди материјали.

**Табела 3: Пристапи за предвидливо моделирање за абење на алатот при CNC глодање**

| **Тип на модел** | **Пристап** | **Точност** | **Предности** | **Ограничувања** | **Референци** |
|----------------| ...|-----------------|
| Тејлорова равенка | Врз основа на физика | Ниска-умерена | Едноставна, емпириска | Ограничена општост | |[](https://www.academia.edu/69451806/Modelling_tool_wear_in_cemented_carbide_machining_alloy_718)
| FEM (ДЕФОРМАЦИЈА/АБАКУС) | Врз основа на физика | Умерено–високо | Детални механистички сознанија | Дисторзија на мрежата, висока пресметковна цена | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301679X25001574)
| Механистички модел | Врз основа на физика | 98.5% (предвидување на сила) | Интегрира механизми на абење | Потребна е обемна калибрација | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1526612520308781)
| ANN | Управувано од податоци | Високо | Обработува нелинеарни врски | Потребни се големи множества податоци | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S175558171100040X)
| LSTM | Управувано од податоци | 0.9453 (корелација) | Погодно за временски серии | Комплексен процес на обука | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0141635923002039)
| Мета-учење | Управувано од податоци | Високо (малку примероци) | Се прилагодува на нови услови | Ограничена валидација | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0007850619300113)
| ARIMA-WNN | Хибрид | >95% | Комбинира физика и податоци | Комплексна структура на модел | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2213846322001924)
| LM-ANN | Хибрид | Висок | Балансирање на точноста и ефикасноста | Потребна е оптимизација | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S2214785321082468)

## Експериментални студии и наоди

### Глодање Inconel 718

Бројни експериментални студии го испитувале абењето на алатите при CNC глодање на Inconel 718. Студија со употреба на цементирани карбидни алатки со поврзан Ојлер-Лагранж (CEL) FEM модел покажа дека абразивното и адхезивното абење доминираат при брзини на сечење од 36–55 m/min, при што стапките на абење на страните се зголемуваат со температурата. Друга студија за глодање со голема брзина при 10,000 вртежи во минута го идентификуваше механичкото абење како примарен механизам за време на почетните и стационарните фази, преминувајќи кон сложено абење (абразивно, адхезивно и дифузно) во забрзаната фаза. Фрезирањето со помош на MQL го намали абењето на страните за 20-30% во споредба со сувото сечење, истакнувајќи ја улогата на подмачкувањето.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0301679X25001574)[](https://journals.sagepub.com/doi/abs/10.1177/0954405416668925)[](https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-018-1911-3)

### Глодање Хастелој

Хастелој, особено C-22HS, покажува слични предизвици со абење. Студија за стружење на Hastelloy C-22HS со алатки со обложен карбид покажа дека дифузијата и адхезивното абење се доминантни, при што течноста за ладење под висок притисок ги намалува силите на сечење, но го забрзува засекувањето на 20.3 MPa. Криогеното ладење со CO2 го подобри животниот век на алатот за 40% при фрезирање на Hastelloy X, што се должи на намалените температури на сечење.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164810004011)[](https://www.mscdirect.com/betterMRO/techniques-tools-machining-hastelloy)

### Компаративна анализа

Табела 4 ги сумира клучните експериментални наоди за абењето на алатите при глодање Inconel 718 и Hastelloy.

**Табела 4: Експериментални наоди за абење на алатот при CNC глодање**

| **Материјал** | **Тип на алатка** | **Услови на сечење** | **Механизми за доминантно абење** | **Клучни наоди** | **Референци** |
|--------------|----------------|--------------------------|--------------------------------|---------------------|-------------------|-------------------|
| Инконел 718 | Цементиран карбид | 36–55 м/мин, 0.15 мм/вртеж | Абразив, Лепило | Стапката на абење на бочните делови се дуплира со брзината | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S175558171100040X)
| Inconel 718 | Карбид (PVD-обложен) | 8000 вртежи во минута, 0.125 mm DOC | Засек, лупење | Абење на засекот на DOC линијата | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164812004681)
| Inconel 718 | CBN | 150 m/мин, HPC | Термичко пукање | Пукнатините се потиснати со H-CBN | |[](https://www.fujipress.jp/ijat/au/ijate001400061045/)
| Hastelloy C-22HS | Обложен карбид | Течност за ладење под висок притисок | Дифузија, лепило | Засекување на 20.3 MPa | |[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0043164810004011)
| Hastelloy X | Керамика (SiAlON) | Криоген CO2 | Абразив, Лепило | 40% подобрување на животниот век на алатот | |[](https://www.mscdirect.com/betterMRO/techniques-tools-machining-hastelloy)

## Стратегии за оптимизација

### Оптимизација на параметрите за сечење

Оптимизирањето на параметрите на сечење е клучно за минимизирање на абењето на алатот. Методологијата на површинска реакција (RSM) и анализата на варијацијата (ANOVA) се користени за да се идентификуваат оптималните параметри за стругање Inconel 718, со брзини на сечење од 100 m/min и брзини на внесување од 0.1 mm/rev, што дава најдобра завршна обработка на површината и век на траење на алатот. Оптимизацијата на рој честички (PSO) и оптимизацијата на собирањето храна од бактерии (BFO) го намалија абењето на страните со оптимизирање на брзината на сечење, брзината на внесување и DOC при глодање со помош на MQL.[](https://www.mechanics-industry.org/articles/meca/full_html/2020/02/mi190203/mi190203.html)[](https://link.springer.com/article/10.1007/s00170-018-1911-3)

### Дизајн и избор на алатки

Напредните дизајни на алатки, како што се променливите агли на спирала и наклон, го намалуваат абењето со минимизирање на вибрациите и силите на сечење. CBN алатките со висока содржина на CBN се препорачуваат за обработка со голема брзина поради нивниот помал коефициент на термичка експанзија. Облоги како AlTiN и премази на база на силициум ја зголемуваат отпорноста на абење, особено во абразивни услови.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1526612520308781)[](https://www.fujipress.jp/ijat/au/ijate001400061045/)[](https://www.mscdirect.com/betterMRO/mastering-inconel-machining)

### Напредни техники за ладење

Криогеното ладење и MQL нудат значајни придобивки во намалувањето на абењето на алатите. Студија за фрезирање Inconel 625 со CO2 на ниска температура покажа подобрена морфологија на површината и одложена прогресија на абењето. Хибридните системи за ладење, кои комбинираат MQL со криогени течности, покажуваат ветувачки резултати, но бараат понатамошни истражувања за предвидливо моделирање.[](https://www.mdpi.com/2227-9717/10/11/2380)[](https://mfr.edp-open.org/articles/mfreview/full_html/2023/01/mfreview220071/mfreview220071.html)

## Идни насоки

### Нови технологии

Новите технологии, како што се адитивното производство (АМ) на алатки и хибридните процеси на обработка (на пр., обработка со електрично празнење со глодање), нудат потенцијал за намалување на абењето на алатите. Деловите AM Inconel 718 покажуваат различна машинска способност во споредба со кованиот материјал, што бара модели на абење по мерка. Хибридните системи за ладење и напредните премази, како што се нанокомпозитни тврди премази, се исто така области на активно истражување.[](https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1526612520308781)[](https://cdnsciencepub.com/doi/abs/10.1139/tcsme-2019-0110)

### Истражувачки празнини

И покрај напредокот, сè уште има неколку истражувачки празнини:

- **Хибридни модели за ладење**: Ограничени студии за предвидливи модели за хибридно ладење во супермашинска обработка на легури.
- **Мониторинг во реално време**: Интеграција на мониторинг на состојбата на алатот (TCM) во реално време со предикативни модели за адаптивна контрола.
- **Мулти-физички модели**: Развој на сеопфатни модели кои ги поврзуваат механизмите за термичко, механичко и хемиско абење.
- **Одржливост**: Вклучување на енергетската ефикасност и влијанието врз животната средина во моделите за предвидување на абењето.

### Заклучок

CNC глодањето на супертврди материјали како Inconel 718 и Hastelloy претставува значителни предизвици поради нивната висока цврстина, ниска топлинска спроводливост и абразивна природа. Механизмите на абење на алатите, вклучувајќи абразивно, адхезивно, дифузно и термичко пукање, се под влијание на параметрите на сечење, материјалите на алатите и стратегиите за ладење. Предвидливото моделирање, кое опфаќа пристапи базирани на физика, податоци и хибридни пристапи, игра клучна улога во предвидувањето на абењето на алатите и оптимизирањето на процесите на обработка. Експерименталните студии ја истакнуваат ефикасноста на напредните техники на ладење и оптимизираните параметри во продолжувањето на животниот век на алатот. Идните истражувања треба да се фокусираат на интегрирање на следење во реално време, развој на мултифизички модели и истражување на одржливи практики на обработка за понатамошно подобрување на ефикасноста и економичноста на глодањето на супертврди материјали.

Изјава за повторно печатење: Ако нема посебни упатства, сите написи на оваа страница се оригинални. Ве молиме наведете го изворот за печатење: https: //www.cncmachiningptj.com/，thanks

PTJ® обезбедува целосен опсег на прилагодена прецизност CNC машинска обработка на Кина услуги. ИСО 9001: 2015 и АС-9100 сертифициран. 3, 4 и 5-оска брза прецизност ЦПУ обработка услуги, вклучително мелење, свртување кон спецификациите на клиентите, способни за метално-пластични машински делови со толеранција +/- 0.005 мм. Средните услуги вклучуваат ЦПУ и конвенционално мелење, дупчење,умре кастинг,лим печатОбезбедување прототипови, целосно производство, техничка поддршка и целосна проверка автомобилската, Воздухопловна, мувла и прицврстување, предводено осветлување,медицински, велосипед и потрошувач електроника индустрии. Навремена испорака. Кажете ни малку за буџетот на вашиот проект и очекуваното време на испорака. Ние ќе направиме стратегии со вас за да ги обезбедиме најисплатливите услуги за да ви помогнеме да ја достигнете вашата цел, Добредојдовте во Контактирајте со нас ( sales@pintejin.com ) директно за вашиот нов проект.