Katsaus keraamikoneistuksen maailmaan

Haaste: Miten kannattaa toimia, jos sementoidut kovametallit eivät toimi HRSA-materiaalien koneistuksessa riittävän hyvin?

Ratkaisu: Keraamiset terälaadut ovat oikein käytettyinä tehokas vaihtoehto.

Sialon- ja whisker-keraamit ovat hyviä vaihtoehtoja kuumalujien superseosten (HRSA:t) sorvaukseen ja jyrsintään. Yksi merkittävä alaryhmä on Inconel-seokset, joita käytetään yleensä korkean lämpötilan käyttökohteissa ilma-alusten moottoreissa ja energiantuotannossa. Toinen yleistyvä käyttökohde on päällekkäin hitsatut kovat materiaalit öljy- ja kaasuteollisuudessa.

Turbiinikiekon jyrsintä keraamiterillä

Keraamit ovat erittäin kuumalujia ja eivät reagoi työkappaleen aineiden kanssa kovinkaan herkästi mutta ovat vähemmän kovia kuin sementoidut kovametallit. Ne siis edellyttävät jäykkää käsittelyä ja mahdollisimman vähäistä värinää. Työkalun vapaapituuksien tulee olla lyhyitä, sisäänsyötöt ja ulostulot tulee tehdä pehmeästi ja käsittelyssä tulee välttää täysiuranjyrsintää.
Keraamisen sorvauksen ja jyrsinnän välillä on joitakin merkittäviä eroja. Sorvauksessa lastuamisnopeudet voivat olla enimmillään noin 300 m/min, kun taas jyrsimillä voidaan saavuttaa jopa 1 000 m/min:n lastuamisnopeus. Keraamisorvaus edellyttää keskeytyksetöntä ja runsasta lastuamisnesteen syöttöä, mutta sorvauksessa ei lämpörasituksen välttämiseksi tule käyttää lastuamisnestettä lainkaan.
Pyöreät terät soveltuvat erinomaisesti sekä sorvaukseen että jyrsintään. Lastuamissyvyyksien tulisi olla mieluiten matalia, jotta tulokulma saadaan pysymään loivana ja jotta lovikulumiselta vältytään.
Keraamiterillä tehtävässä jyrsinnässä tärkeintä on käyttää kovametalleihin verrattuna suhteellisen pieniä syöttönopeuksia (0,05–0,08 mm hammasta kohden) erittäin suurten lastuamisnopeuksien saavuttamiseksi. Näin lastuamisvyöhykkeen ympärille syntyvä korkea lämpötila parantaa lastuamista ja tehostaa pienten, polttavan kuumien lastujen poistamista. Särmäjyrsinnän ja kiinteän Z-tasojyrsinnän sijaan suositellaan tasojyrsintää.

Jyrsintä keraamiterillä on tuottava ratkaisu ilmailuteollisuuden moottorikäyttökohteiden ISO S ‑materiaalien käsittelyssä.

Positiiviset terät soveltuvat suositeltuun menetelmään eli myötäjyrsintään optimaalisesti. Negatiivisia geometrioita tulisi suosia, jos käyttökohde edellyttää vastajyrsintää. Tällöin ulostulossa syntyy paksuja lastuja.

Yhteenveto

Keraamityökalujen äärimmäinen nopeuskapasiteetti voi optimaalisia menetelmiä käytettäessä mahdollistaa huomattavasti suuremmat metallilastuvirrat haastavissa HRSA-käyttökohteissa.

Asiakastapaus

Työkappale: Inconel-komponentti

Tulos:
Vuodessa säästyi yhteensä 42 tunnin verran lastuamisaikaa, ja tuottavuus kasvoi 469 %.