Keramiek houdt van heet

Uitdaging: Wat te doen wanneer gecementeerde hardmetaalsoorten niet voldoende presteren bij het bewerken in HRSA?

Oplossing: Correct toegepaste keramische soorten bieden een krachtig alternatief.

Sialon en whisker keramiek zijn haalbare alternatieven voor zowel draaien als frezen van hittebestendige superlegeringen (HRSA). Eén belangrijke subgroep wordt gevormd door de Inconel legeringen, die doorgaans worden gebruikt voor hoge-temperatuur toepassingen in vliegtuigmotoren en elektriciteitsopwekking. Een andere groeiende toepassing bestaat uit opgelaste harde materialen in de olie- en gasindustrie.

Keramisch frezen van turbineschijf

Keramieksoorten zijn sterk in hete-hardheid en lage reactiviteit met werkstukmaterialen, terwijl hun nadeel ligt in een lagere taaiheid vergeleken met gecementeerd hardmetalen. Dit vraagt om een stijf proces met minimale trillingen. Gereedschapuitsteeklengten moeten kort zijn, intredes en uittredes soepel, bij frezen moet het frezen van volledige sleuven worden vermeden.
Er zijn enkele grote verschillen tussen keramische draai- en freesbewerkingen. Bij draaien zijn de maximale snijsnelheden ca. 300 m/min, terwijl deze bij het frezen tot wel 1000 m/min kunnen behalen. Voor keramisch draaien is een ononderbroken en royale koelmiddelstroom nodig, terwijl frezen geen koelmiddel toelaat om thermische belasting te voorkomen.
Ronde wisselplaten zijn optimaal voor zowel zowel draaien als frezen. Geringe snededieptes worden aanbevolen voor het realiseren van een kleine intredehoek en dus kerfslijtage te vermijden.
De belangrijkste richtlijn voor keramisch frezen is het gebruiken van relatief lage voedingen (0,05-0,08 mm/tand) in vergelijking met hardmetalen, voor het bereiken van zeer hoge snijsnelheden. De resulterende hoge temperatuur rond de snijzone verbetert de snijactie en ondersteunt efficiënte verwijdering van kleine, gloeiend hete spanen. Vlakfrezen geniet de voorkeur boven het afkanten en "waterline" frezen.

Frezen met keramiek is een productieve oplossing voor motortoepassingen in de lucht- en ruimtevaart in ISO S materiaal.

Positieve wisselplaten zijn optimaal voor de aanbevolen methode voor meelopend frezen. Negatieve geometrieën hebben de overhand wanneer tegenlopend frezen nodig is, hetgeen resulteert in dikke spanen bij het uittreden.

Samenvatting

Met optimale methoden kan het extreme snelheidsvermogen van keramische gereedschappen substantieel hogere verspaande volumes bieden in veeleisende HRSA-toepassingen.

Praktijkvoorbeeld

Werkstuk: Inconel component

Resultaat:
In totaal 42 uur snijtijd per jaar werd bespaard, en de productiviteit nam met 469% toe.