Dzisiejszy postęp technologiczny w różnych gałęziach przemysłu, takich jak przemysł samochodowy, lotniczy, naftowy i gazowy oraz medyczny wymaga rozwiązań umożliwiających obróbkę materiałów, które są bardziej odporne na temperaturę i ścieranie. Tego typu materiały konstrukcyjne przedłużają trwałość komponentów ale jednocześnie stanowią duże wyzwanie podczas obróbki. Zasadą jest, że narzędzie skrawające musi być co najmniej 3 razy twardsze od materiału, który ma być obrabiany. Tak więc, do obróbki stali hartowanej o twardości około 700Hv, twardość narzędzia skrawającego musi wynosić co najmniej 2100Hv. Standardowe narzędzia skrawające / płytki z węglika mają twardość 1500Hv, co ogranicza obróbkę tak twardych materiałów.
Tungaloy jest jedną z niewielu firm w świecie obróbki metali, która produkuje materiał o nazwie CBN lub Cubic Boron Nitride (regularny azotek boru), który jest związkiem chemicznym boru i azotu i jego kryształy prasowane pod bardzo wysokim ciśnieniem i temperaturą z innymi materiałami wiążącymi, tworzą materiał, który jest drugą najtwardszą substancją znaną ludzkości, po diamencie. Dzięki twardości powyżej 7000Hv i bardzo wysokiej przewodności cieplnej, CBN jest coraz częściej stosowany jako ważny materiał narzędzi skrawających do obróbki twardej stali, materiałów spiekanych, żeliwa i Inconelu z dużymi prędkościami skrawania.
Niektóre cechy spieków CBN i ich zalety jako materiału na narzędzia skrawające:
| Właściwości | Korzyści |
|---|---|
| Wysoka twardość, zbliżona do naturalnego diamentu. | Wysoka odporność na ścieranie czyni ten materiał odpowiednim narzędziem do obróbki stali hartowanej powyżej 58HRc z dużą prędkością skrawania. Nadaje się również do żeliwa i materiałów spiekanych, wykazując wyższą żywotność w porównaniu do narzędzi węglikowych. |
| Odporność na wysokie temperatury – wysoka stabilność termiczna. | Wytrzymuje wysoką temperature skrawania aż do 1500-1600°C, bez utraty swoich właściwości fizycznych, co czyni go bardzo dobrym materiałem narzędziowym do szybkiej obróbki Inconelu 718 i innych stopów z dużą zawartością niklu. |
| Wysoka obojętność chemiczna, nawet w podwyższonych temperaturach. | Użyteczna właściwość szczególnie przy obróbce stopów żelaza i przy wysokich temperaturach skrawania. |
Zawartość CBN (%) w spieku odgrywa kluczową rolę w obróbce. Firma Tungaloy produkuje różne spieki o zawartości CBN od 45% do 90%. Wyższa zawartość CBN to wyższa odporność na pękanie i temperaturę natomiast niższa zawartość CBN to wyższa odporność na zużycie.
Istnieją 3 formy zastosowań spieków CBN, które oferuje Tungaloy:
- Lutowane końcówki CBN metodą WavyJoint – głównie do ciężkiego skrawania przerywanego lub innych wymagających zastosowań.
- Lutowane końcówki CBN – głównie do obróbki wykańczającej.
- Monolityczne płytki CBN – stosowane do obróbki żeliwa szarego z dużymi glębokościami skrawania.
Przy obróbce detali z mniejszymi posuwami wystarczą płytki z lutowaną końcówką CBN. Tego typu narzędzia mają niewielkie ostrze ze spieku CBN przylutowane do materiału bazowego z węglika spiekanego, co obniża koszt narzędzia.
Niedawno firma Tungaloy opracowała nową technologię lutowania o nazwie WavyJoint, która znacznie zwiększa powierzchnię złącza lutowanego, co pozwala na stosowanie większych posuwów.
Technoogia lutowania CBN WavyJoint firmy Tungaloy:
W innowacyjnych i opatentowanych płytkach WavyJoint firmy Tungaloy stosowane są większe końcówki CBN, stanowiące całe naroże płytki (patrz zdjęcie). Ząbkowana, lutowana powierzchnia styku jest większa (160%), co poprawia wytrzymałość złącza.
Takie połączenie pozwala płytce pracować z większymi prędkościami skrawania, wytrzymać wyższe temperatury i posuwy bez ryzyka wykruszenia krawędzi lub uszkodzenia lutu.
Dzięki temu technologia WavyJoint zapewnia większą niezawodność i lepsze możliwości obróbki.
Poza zawartością CBN, rozmiarem i technologią lutowania inne, ważne czynniki znacznie wpływają na wydajność obróbki, takie jak:
- Pokrycie,
- Łamacz wióra,
- Geometria krawędzi skrawającej.
Wpływ każdego z nich zostanie omówiony poniżej.
Pokrycie:
Doświadczenie firmy Tungaloy, wzbogacone o ciągłe badania w zakresie technologii pokryć, pomoga w opracowaniu różnych gatunków CBN.
Różne zestawy pokrywanych i niepokrywanych gatunków są oferowane dla różnych materiałów.
Obróbka stali hartowanej:
Części samochodowych układów napędowych
Najnowsze, wprowadzone gatunki do obróbki stali hartowanej to BXA10 i BXA20. Podczas obróbki stali hartowanej głównym powodem zużycia płytek CBN jest utlenianie. Widoczne jest to jako krater na krawędzi skrawającej. Płytki w gatunkach BXA10 i BXA20 posiadają unikalną kombinację podłoża węglikowego, spieku CBN i wielowarstwowej powłoki PVD, co zwiększa wydajność takiej obróbki.
Obróbka mechaniczna żeliwa i części spiekanych:
Części urządzeń i samochodowe elementy żeliwne.
W zależności od wielkości ziarna w żeliwie, części odlewane w różnych procesach różnią się od siebie, stąd firma Tungaloy oferuje wiele gatunków do szybkiej obróbki żeliwa szarego i sferoidalnego. Wysoka twardość gatunków CBN zapewnia im dużą odporność na zużycie ścierne, najczęściej spotykane podczas obróbki takich materiałów.
BXC90 – Monolityczny CBN do toczenia z dużymi prędkościami skrawania i frezowania.
BX930 – Niepokrywany CBN do obróbki żeliwa szarego i sferoidalnego.
BX480 – Do obróbki wykańczającej żeliwa szarego i jako idealny gatunek do frezowania żeliwa szarego.
BX910 & BX870– Do komponentów odlewanych metodą odśrodkową jak tuleje cylindrów.
Obróbka materiałów spiekanych
Części ze spieków lub lub wykonane metodą metalurgii proszków szybko zastępują elementy kute, dzięki większej jednorodności i dokładności. Przy ich obróbce pojawia się bardzo silne zużycie ścierne i wymagają one materiału narzędziowego, który może zachować swoją ostrość przez dłuższy czas. Firma Tungaloy oferuje materiały o wysokiej zawartości CBN i drobnym ziarnie takie jak BX470 i BX480 do obróbki materiałów spiekanych.
Obróbka Inconelu:
Warunki stosowania w przemyśle lotniczym, turbinach gazowych i super krytycznych turbinach parowych wymagają użycia materiałów odpornych na wysokie temperatury. Podobnie pompy pracujące z chemikaliami i innymi materiałami korozyjnymi wymagają zastosowania materiałów odpornych na korozję lub wykazujących obojętność chemiczną. Inconel 718 jest jednym z takich ważnych materiałów, powszechnie stosowanych w tych aplikacjach. Obudowa silnika, pierścienie i łopatki są produkowane przy użyciu Inconelu. Podobnie, niektóre z zastosowań przemysłu ropy i gazu używają zaworów produkowanych z Inconelu.
Unikalny gatunek BX815 firmy Tungaloy oferuje znakomitą jakość obrobionej powierzchni, przy stosunkowo dużych prędkościach skrawania, ze względu na wysoką odporność na utlenianie i ciepło. Własności te osiągnięto dzięki wysokiej jakości spoiwa aluminiowego i dobremu rozproszeniu cząstek cyrkonu co powoduje również wysoką odporność na pękanie.
Geometria krawędzi skrawającej:
Geometria krawędzi lub jej honowanie odgrywa istotną rolę w powstawaniu uszkodzeń podczas obróbki. Jak już wcześniej wyjaśniono, zużycie kraterowe jest jednym z głównych uszkodzeń ostrza CBN. Prawidłowa geometria krawędzi odpowiednio odchyla wióry i wydłuża żywotność narzędzia. Niektóre geometrie krawędzi zwiększają siłę skrawania, dlatego nadają się do skrawania przerywanego ale nie do obróbki wykańczającej i detali o cienkich ściankach. Firma Tungaloy oferuje szeroką gamę geometrii krawędzi wraz z różnymi pokryciami jako kompletne rozwiązanie do zastosowań obróbkowych.
Łamacze wióra:
| Geometrie łamaczy wióra dla płytek CBN z lutowanymi ostrzami
Znakomita kontrola wióra w obróbce wykańczającej hartowanej stali |
Obróbka części stalowych hartowanych na wskroś i indukcyjnie generuje różne wyzwania w zakresie kontroli wiórów. Firma Tungaloy oferuje szlifowane łamacze wióra takie jak HF i HM lub geometrie nanoszone laserowo jak HP, które ułatwiają kontrolę wiórów i pomagają w utrzymaniu dokładnej tolerancji obrabianej powierzchni. Wszystkie łamacze wiórów dostępne są z odpowiednimi pokryciami dla danego zastosowania.
Geometrie płytek:
Oprócz standardowych kształtów ISO, Tungaloy oferuje kilka pomysłowych kształtów płytek, które oferują mniejszy kąt naroża, pomagając w lepszym odprowadzaniu wiórów i szybszym odprowadzaniu ciepła. Na przykład płytka w geometrii C z kątem 70° zamiast 80°. Ten o 5° mniejszy kąt przystawienia przy toczeniu czołowym lub zewnętrznym pomaga w tworzeniu się wiórów i odprowadzaniu ciepła.
Sprawdź i przetestuj szeroką gamę rozwiązań firmy Tungaloy do szybkiej obróbki stali twardej, żeliwa, materiałów spiekanych i Inconelu, a my obiecujemy, że Twoje doświadczenia z naszymi produktami będą jeszcze lepsze.
Firma Tungaloy, jako lider rynku obróbki metali, dzięki swoim unikalnym i pomysłowym rozwiązaniom produktów będzie stale dążyć do dostarczania najlepszych narzędzi z ostrzami CBN dla różnorakich zastosowań.
Featured Product
