Mikrostruktura Inconelu 718 zahrnuje austenitickou matrici (nazývanou γ), ve které jsou rozpuštěny další sekundární fáze. Podstatou zpevnění je precipitace fáze γ``. Tato fáze vytváří lamely, které jsou koherentní s austenitickou matricí. Intermetalická fáze γ`` (Ni3Nb) má tetragonální strukturu. Fáze γ´´ (to je schválně obráceně, ty čárky???) se vytváří procesem precipitačního vytvrzování. Tento proces zahrnuje rozpouštěcí žíhání při teplotě 970-1 175 °C, po kterém následuje jeden nebo více precipitačních ohřevů při teplotách 600-815 °C. Tento proces má za následek vznik mikrostruktury ve formě velkých zrn obsahujících precipitační fáze Ni3Nb a dále četný výskyt karbidů na hranicích zrn.
Měřítko obrobitelnosti
Obtížnost pohybu dislokací skrz mikrostrukturu γ``/γ, což lze říci, že je také měřítkem obrobitelnosti, je zodpovědná za vysoké pevnostní charakteristiky (mez pevnosti přibližně 1 300 MPa a mez kluzu 1 100 MPa při teplotě 650 °C) materiálu Inconel 718. Pouze při teplotách vyšších, než je teplota vytvrzování, dochází po delším čase k destrukci materiálu Inconel 718.
Materiál se při obrábění velmi rychle zpevňuje a dosahuje dosti vysokých hodnot, a to již při poměrně malých plastických deformacích. Tažnost materiálu se s rostoucí teplotou zvyšuje, tj. např. při 800 °C dosahuje tažnosti již 28 %, což mimo jiné přispívá k vyššímu zatížení břitu nástroje při řezání.
Vrtání
Oblast vrtání jako jedna z nejnáročnějších průmyslových aplikací však zůstává značně na okraji zájmu vědeckých prací, zejména proto, že vrtání oproti jiným způsobům obrábění má některá specifika, z nichž nejzávažnější je proměnlivá řezná rychlost podél hlavního ostří nástroje, špatný odvod třísek z místa řezu a zhoršený přístup procesní kapaliny k místu řezu. Konkrétně při obrábění této slitiny je také velkým problémem její nízká teplotní vodivost (11,4 W.m-1.K-1), takže při obrábění např. slinutým karbidem může teplota v místě řezu lokálně vzrůst až na 1 200 °C (takto vysoká teplota je problémem pro všechny komerčně používané řezné materiály i tenké vrstvy, protože vysoká teplota podporuje difuzi některých prvků z nástroje do obráběného materiálu). Tudíž základní podmínkou pro úspěšnou aplikaci přesného vrtání této slitiny nástrojem ze slinutého karbidu je zaručení intenzivního chlazení místa řezu procesní kapalinou.
Vrtací nástroj
Při návrhu monolitního vrtacího nástroje - viz obr. 1 - se postupovalo v zásadě komplexně, včetně návrhu základního řezného materiálu, technologie výroby geometrie a mikrogeometrie břitu nástroje a tenké vrstvy. Výsledkem vývoje byl nástroj - prototyp, umožňující vrtat díry do plného materiálu ve zvýšeném stupni přesnosti IT7-IT8 do vzdálenosti 3x D (tři průměry nástroje) jak u děr průchozích, tak i neprůchozích. Nástroj byl vybaven vnitřními kanálky pro tlakový přívod procesní kapaliny k místu řezu.
Technologické zkoušky
Funkcionalita nástroje byla testována na katedře technologie obrábění (KTO) prostřednictvím technologických zkoušek na válečcích o průměru 20 mm a délky 36 mm při výrobě průchozích děr o průměru 12 H8. Ke zkouškám bylo použito frézovací centrum MCV 750A. Při těchto testech byla sledována v prvé řadě tvorba třísky, poté složky řezných sil a momentu, opotřebení řezného nástroje a jakost a přesnost obrobené plochy.
Po několika úvodních testech se volba řezných podmínek ustavila na vc = 25 m.min-1 a f = 0,18 mm.ot.-1. Bylo použito vnitřní chlazení procesní kapalinou CimTec 501 o koncentraci 6,8 % při tlaku 2 MPa. Vrtání bylo realizováno bez výplachu, tj. na jeden zdvih nástroje. Nástroj byl upnut v redukčním pouzdře a hydraulickém držáku, zato obrobek byl upnut v tříčelisťovém sklíčidle a vícesložkovém dynamometru.
Výsledky zkoušek
Výsledky testů potvrdily nejen příznivou tvorbu třísky po celé hloubce vrtání díry, ale i přijatelné, dynamicky ustálené velikosti složek řezných sil a krouticího momentu - viz obr. 2 a obr. 3. Po vyvrtání pěti děr nebyla na nástroji zaznamenána žádná podstatná forma opotřebení břitu, což v porovnání s některými konkurenčními nástroji představovalo zlepšení v řádu několika stovek procent. Přesnost obrobené plochy odpovídala stupni přesnosti IT8. Jakost obrobené plochy byla rovněž vyhovující.