通过耦合的芯片形态学和材料变形分析方法，开发了用于加工Inconel 718合金的能耗图

《Scientific Reports》：Development of an energy consumption map for turning inconel 718 through coupled chip-morphology and material-deformation analysis

　　

摘要

Inconel 718是一种基于镍的超合金，在航空航天领域具有很高的价值，但其可持续加工面临能耗高和加工性能差的挑战。本研究提出了一种新的能耗图谱和能量-形态学框架，该框架建立了特定切削能量（SCE）与切屑形成机制之间的关联。通过在不同切削速度（25–75 m/min）和进给速率（0.05–0.20 mm/rev）下进行的详细实验分析，发现：在较低的进给速率下，切削能量呈现出高能耗特征（超过3.0 J/mm3）；而在较高的切削速度和进给速率下，切削能量则处于低能耗状态（低于2.0 J/mm3）。对切屑形态的定量测量表明，在低切削能量条件下，切屑具有细小的锯齿状边缘、小于24 μm的剪切带、小于1.2的压缩比以及较大的夹角，这表明热辅助剪切作用较为显著。最佳加工参数为切削速度62.5–75 m/min和进给速率0.10–0.15 mm/rev，该参数组合既能节省能源，又能改善切屑控制效果。所建立的能量-形态学图谱为车间决策提供了有力工具，有助于实现高效节能的加工过程。