Hej där! Som leverantör av indexerbara verktyg har jag själv sett hur dessa dåliga pojkar kan hantera några ganska tuffa situationer. En av de mest utmanande miljöerna för alla verktyg är en hög temperaturinställning. Så låt oss gräva i hur indexerbara verktyg fungerar i högtemperaturmiljöer.
Först och främst, låt oss prata om vad som gör högtemperaturmiljöer så knepiga. Höga temperaturer kan ha en betydande inverkan på materialens fysikaliska och kemiska egenskaper. I en bearbetningsprocess med vändbara verktyg kan värmen komma från flera källor. Friktion mellan verktyget och arbetsstycket är en stor bov. När verktyget skär genom materialet förvandlas energin som genereras av kontakten till värme. Den typ av material som bearbetas spelar också en roll. Vissa material, som rostfritt stål eller titan, är kända för att generera mycket värme under bearbetning.
Nu, hur håller indexerbara verktyg? Tja, prestandan för dessa verktyg i högtemperaturmiljöer beror på några nyckelfaktorer.
Verktygsmaterial
Materialet i vändskäret är avgörande. Hårdmetall är ett populärt val för vändbara verktyg, och det har några fantastiska värmebeständiga egenskaper. Karbid är ett kompositmaterial som består av volframkarbidpartiklar som hålls samman av ett metalliskt bindemedel, vanligtvis kobolt. Vid höga temperaturer kan hårdmetallskäret bibehålla sin hårdhet till viss del. Detta är viktigt eftersom om verktyget tappar sin hårdhet kommer det att slitas ut snabbt och skäreggen blir matt.
Men även karbid har sina gränser. Vid extremt höga temperaturer kan koboltbindemedlet börja mjukna, vilket minskar skärets totala hållfasthet. För att bekämpa detta har tillverkare utvecklat avancerade hårdmetallkvaliteter med tillsatser som förbättrar deras högtemperaturprestanda. Till exempel har vissa karbider titan-, tantal- eller niobtillsatser. Dessa tillsatser bildar ett hårt, värmebeständigt lager på insatsens yta, vilket hjälper till att skydda den från extrema temperaturer.
Beläggning
En annan viktig aspekt är beläggningen på vändskäret. Beläggningar är som en sköld för verktyget. De kan minska friktionen, förbättra slitstyrkan och förbättra verktygets förmåga att motstå höga temperaturer.
En av de vanligaste beläggningarna är titannitrid (TiN). Det är en hård, slitstark beläggning som också kan reflektera en del av värmen bort från verktyget. Detta hjälper till att hålla skäret svalare och minskar risken för termiska skador. Titankarbonitrid (TiCN) är en annan populär beläggning. Den har bättre slitstyrka än TiN och klarar även högre skärhastigheter, vilket är utmärkt för högtemperaturbearbetning.
För ännu mer krävande högtemperaturapplikationer är aluminiumtitannitrid (AlTiN) beläggningar ett toppval. AlTiN-beläggningar kan bilda ett skyddande oxidskikt på skärets yta vid höga temperaturer. Detta oxidskikt fungerar som en isolator och förhindrar att värmen når det underliggande karbidsubstratet. Som ett resultat kan verktyget bibehålla sin prestanda under längre perioder i högtemperaturmiljöer.
Geometri
Vändskärets geometri påverkar också dess prestanda i högtemperaturmiljöer. En väl utformad skärgeometri kan hjälpa till att förbättra spånavgången. När spån inte avlägsnas effektivt från skärzonen kan de fungera som en isolator, fånga upp värmen och få temperaturen att stiga ytterligare.
Till exempel kan skär med positiva spånvinklar minska skärkraften och generera tunnare spån. Tunnare spån är lättare att bryta och evakuera, vilket hjälper till att hålla skärzonen sval. Dessutom har vissa skär speciella spånbrytardesigner. Dessa spånbrytare är designade för att bryta spånen i små, hanterbara bitar, vilket förhindrar att de täpper igen skärområdet.
Kylning och smörjning
Korrekt kylning och smörjning är avgörande för vändbara verktyg i högtemperaturmiljöer. Kylmedel och smörjmedel kan utföra flera viktiga funktioner. De kan sänka temperaturen vid skärkanten genom att föra bort värmen som genereras under bearbetningen. De hjälper också till att smörja gränssnittet mellan verktyg och arbetsstycke, vilket minskar friktion och slitage.
Det finns olika typer av kylvätskor tillgängliga, såsom vattenbaserade kylvätskor, oljebaserade kylvätskor och syntetiska kylvätskor. Vattenbaserade kylmedel är populära eftersom de är kostnadseffektiva och har goda värmeöverföringsegenskaper. Oljebaserade kylmedel, å andra sidan, ger bättre smörjning men kan vara dyrare och ha miljöproblem.
I vissa fall används minsta kvantitetssmörjningssystem (MQL). MQL-system levererar en liten mängd smörjmedel direkt till skärzonen i form av en fin dimma. Detta tillvägagångssätt minskar mängden kylvätska som används samtidigt som det ger effektiv smörjning och kylning.
Verkliga tillämpningar
Låt oss titta på några verkliga tillämpningar där indexerbara verktyg måste fungera i högtemperaturmiljöer. En sådan tillämpning är flygbearbetning. Inom flygindustrin används ofta material som titan och nickelbaserade legeringar. Dessa material är kända för sin höga hållfasthet och korrosionsbeständighet, men de genererar också mycket värme under bearbetning.
Vändbara verktyg med högtemperaturbeständiga skär och beläggningar är viktiga för att bearbeta dessa material. Till exempel, vid bearbetning av titankomponenter, kan skärtemperaturerna nå upp till 1000°C eller mer. Utan rätt verktyg skulle skären slitas ut snabbt, vilket leder till dålig ytfinish och måttnoggrannhet.
En annan tillämpning är bilbearbetning. Inom motortillverkning finns delar gjorda av gjutjärn och aluminiumlegeringar. Vid bearbetning av dessa material med höga hastigheter genereras betydande värme. Indexerbara verktyg hjälper till att upprätthålla effektiviteten och kvaliteten på bearbetningsprocessen under dessa höga temperaturer.
Potentiella problem
Trots deras många fördelar kan indexerbara verktyg fortfarande möta vissa problem i högtemperaturmiljöer. Ett av huvudproblemen är termisk sprickbildning. När temperaturen vid skäreggen fluktuerar snabbt kan det orsaka termisk spänning i skäret. Med tiden kan dessa spänningar leda till att det bildas sprickor i verktyget, vilket så småningom kan göra att det går sönder.
En annan fråga är kraterslitage. Kraternötning uppstår på skärets spånyta på grund av det höga trycket och temperaturen vid gränssnittet mellan spån och verktyg. Detta slitage kan minska skärets hållfasthet och påverka skärprestandan.
För att lösa dessa problem är det viktigt att välja rätt verktyg för jobbet, använda korrekt kylning och smörjning och hålla skärparametrarna inom det rekommenderade området.
Vårt produktsortiment
Här på vårt företag erbjuder vi ett brett utbud av indexerbara verktyg för att passa olika högtemperaturapplikationer. VårBorr- och fräsverktygär designade med högkvalitativa hårdmetallskär och avancerade beläggningar för att säkerställa optimal prestanda i högtemperaturmiljöer. Oavsett om du bearbetar flygkomponenter eller bildelar, kan våra borr- och fräsverktyg hantera värmen.
Vi har även ett stort urval avLive verktygshållare. Dessa verktygshållare är nödvändiga för fleraxlig bearbetning. De är byggda för att vara pålitliga och kan fungera tillsammans med våra vändskär för att ge effektiv bearbetning även vid höga temperaturer.
Och låt oss inte glömma vårtCNC-torn. Våra CNC-revolver är designade för att hålla flera indexerbara verktyg, vilket möjliggör snabba verktygsbyten under bearbetningsprocessen. Detta hjälper till att öka produktiviteten och bibehålla konsekvent prestanda i högtemperaturbearbetningstillämpningar.
Kontakta oss för upphandling
Om du är på marknaden för högpresterande indexerbara verktyg för dina behov av högtemperaturbearbetning, vill vi gärna höra från dig. Vi kan ge dig detaljerad information om våra produkter, erbjuda teknisk support och hjälpa dig att hitta rätt verktyg för din specifika applikation. Tveka inte att höra av dig och starta ett samtal om dina upphandlingskrav.
Referenser
- "Machining Technology: Metal Cutting Mechanics, Machine Tool Vibrations, and CNC Design" av Yoram Koren
- "Modern Machining Technology" av Peter Oxley
- Tidningen "Cutting Tool Engineering", olika nummer