Dry machining of Inconel 718, workpiece surface integrity

Abstract

a b s t r a c tIn the machining of Inconel 718, nickel based heat resistant superalloy and classified difficult-to-cut material, the consumption of cooling lubricant is very important. To reduce the costs of production and to make the processes environmentally safe, the goal is to move toward dry cutting by eliminating cutting fluids. This goal can be achieved by using coated carbide tool and by increasing cutting speed.The present paper firstly reviews the main works on surface integrity and especially residual stresses when machining Inconel 718 superalloy. It focuses then on the effect of dry machining on surface integrity. Wet and dry turning tests were performed at various cutting speeds, with semi-finishing conditions (0.5 mm depth of cut and 0.1 mm/rev feed rate) and using a coated carbide tool. For each cutting test, cutting force was measured, machined surface was observed, and residual stress profiles were determined. An optimal cutting speed of 60 m/min was determined, and additional measurements and observations were performed. Microhardness increment and the microstructure alteration beneath the machined surface were analysed. It is demonstrated that dry machining with a coated carbide tool leads to potentially acceptable surface quality with residual stresses and microhardness values in the machining affected zone of the same order than those obtained in wet conditions when using the optimised cutting speed value; in addition, no severe microstructure alteration was depicted.

Badania Wybranych Wskaźników Skrawalności Podczas Frezowania Stopu Inconel 718 Narzędziami Ceramicznymi

“…Zawartość twardych faz węglikowych w strukturze krystalicznej przyspiesza zużywanie się ostrza podczas obróbki. Niska przewodność cieplna utrudnia odprowadzanie ciepła ze strefy obróbki, a wysoka wytrzymałość na rozciąganie uniemożliwia stosowanie dużych głębokości skrawania [4,6,12]. Ze względu na swoje specyficzne właściwości obróbka stopu niklu Inconel 718 wymaga odpowiedniego doboru parametrów i warunków technologicznych oraz materiału narzędziowego.…”

Experimental Investigation on Cutting Forces, Specific Cutting Pressure, Co-Efficient of Friction and Shear Energy in Turning of HSLA Steel

“…The result concluded that cutting force variation was probably due to temperature rise in the shear plane area. Devillez et al [7] analyzed the effect of cutting force component in dry turning of Inconel 718. The result revealed that cutting speed is the predominant factor to control the forces in turning operation.…”

Comparative research on selected machinability indicators of nickel alloy milling – INCONEL 625 and INCONEL 718

“…Zbyt niska jej wartość powoduje silne drgania samowzbudne i nadmierne zużycie narzędzia, a zbyt duża wartość v c prowadzi do wzrostu temperatury w strefie skrawania oraz intensywnego zużycia powierzchni przyłożenia części roboczej narzędzia. Zaleca się stosowanie prędkości w zakresie 20 ÷ 90 m/min dla popularnych materiałów narzędziowych [2,3,9,11,15]. Głębokość skrawania a p zazwyczaj nie przekracza 1 mm, a posuw na ostrze f z zawiera się w przedziale 0,05 ÷ 0,2 mm [2,5,9,10,11,15].…”