ยิ่งร้อนยิ่งดีถ้าเป็นเซรามิก

ความท้าทาย: วิธีแก้ปัญหาถ้าเครื่องมือคาร์ไบด์ไม่สามารถตัดเฉือนวัสดุ HRSA ได้อย่างมีประสิทธิภาพตามที่ต้องการ

คำตอบ: เม็ดมีดเกรดเซรามิกเป็นทางออกที่ให้ประสิทธิภาพสูงสุดถ้าหากใช้งานอย่างถูกวิธี

เซรามิกไซอะลอนและเซรามิกใยวิสเกอรเป็นตัวเลือกที่ใช้ได้กับทั้งการกลึงและการกัดวัสดุซูเปอร์อัลลอยทนความร้อน (Heat-Resistant Super Alloy หรือ HRSA) หนึ่งในวัสดุซึ่งเป็นกลุ่มย่อยของ HRSA คืออัลลอยที่เรียกว่า Inconel ซึ่งมักจะนำมาใช้ผลิตชิ้นส่วนที่ต้องเผชิญความร้อนสูงของเครื่องยนต์อากาศยานและอุตสาหกรรมพลังงาน นอกจากนี้ยังมีวัสดุอีกชนิดหนึ่งที่กำลังได้รับความนิยมมากขึ้นในปัจจุบัน นั่นคือ วัสดุแข็งที่มีการเชื่อมเข้าด้วยกัน ซึ่งมักจะใช้ในอุตสาหกรรมน้ำมันและก๊าซ

การกัดจานเทอร์ไบน์ด้วยเครื่องมือเซรามิก

เซรามิกเป็นวัสดุที่มีความแข็งที่อุณหภูมิสูงและไม่ก่อปฏิกิริยาทางเคมีกับวัสดุชิ้นงาน แต่มีจุดด้อยคือ มีความเหนียวน้อยกว่าคาร์ไบด์ ดังนั้นกระบวนการตัดเฉือนจึงจำเป็นต้องมีความมั่นคงสูงและมีการสั่นสะเทือนน้อยที่สุด รวมทั้งควรใช้เครื่องมือที่มีระยะยื่นสั้น ทำการป้อนเข้าและออกจากชิ้นงานอย่างนุ่มนวล และไม่ควรใช้เม็ดมีดเซรามิกกับงานกัดรองเต็มหน้า
การกัดและการกลึงด้วยเม็ดมีดเซรามิกมีความแตกต่างสำคัญหลายประการ เช่น ความเร็วตัดสูงสุดสำหรับการกลึงจะอยู่ที่ประมาณ 300 ม./นาที ในขณะที่หัวกัดอาจสามารถใช้ความเร็วตัดได้สูงถึง 1,000 ม./นาที หรือการกลึงด้วยเม็ดมีดเซรามิกจำเป็นต้องมีการจ่ายน้ำหล่อเย็นปริมาณมากอย่างต่อเนื่อง ในขณะที่การกัดนั้นไม่ควรใช้น้ำหล่อเย็น เพื่อป้องกันไม่ให้เกิดความเค้นเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
เม็ดมีดทรงกลมให้ประสิทธิภาพสูงสำหรับทั้งการกลึงและการกัด โดยควรใช้ระยะกินลึกน้อยเพื่อให้ได้มุมเข้างานแคบและป้องกันการสึกหรอหรือเป็นรอยบาก
หลักการทำงานสำหรับการกัดด้วยเม็ดมีดเซรามิกคือ ควรใช้อัตราป้อนงานค่อนข้างต่ำกว่า (0.05–0.08 มม./ฟันตัด) เมื่อเทียบกับเครื่องมือคาร์ไบด์ เพื่อให้สามารถใช้ความเร็วตัดได้สูงขึ้น ความร้อนที่เกิดขึ้นโดยรอบบริเวณตัดเฉือนจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพของทั้งการตัดและการคายเศษ โดยเศษที่ได้จะมีขนาดเล็กและร้อนจนเป็นสีแดง นอกจากนี้ยังควรเลือกใช้การกัดปาดหน้าแทนการกัดขอบและการกัดทีละชั้น

การกัดด้วยเม็ดมีดเซรามิกเป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพสำหรับงานผลิตเครื่องยนต์อากาศยานจากวัสดุกลุ่ม ISO S

เม็ดมีดมุมบวกเป็นตัวเลือกที่ดีที่สุดสำหรับการกัดตาม ซึ่งเป็นวิธีการกัดที่แนะนำให้ใช้ ในขณะที่เม็ดมีดมุมลบจะเหมาะกว่าสำหรับกรณีที่จำเป็นต้องใช้การกัดทวน ซึ่งจะได้เศษหนาขณะคมตัดออกจากชิ้นงาน

สรุป

เครื่องมือเซรามิกมีจุดเด่นที่ใช้ความเร็วตัดได้สูง โดยหากทำการตัดเฉือนด้วยวิธีที่เหมาะสม จะสามารถให้อัตราการขจัดเนื้อโลหะได้สูงขึ้นมากสำหรับการทำงานกับวัสดุ HRSA

กรณีศึกษาจากลูกค้า

ชิ้นงาน: ชิ้นงานทำจาก Inconel

ผลการทดสอบ:
เครื่องมือเซรามิกช่วยประหยัดเวลาในการตัดเฉือนได้รวม 42 ชั่วโมงต่อปี และสามารถเพิ่มประสิทธิภาพการผลิตได้ถึง 469%