Informacje prasowe

Powłoki narzędzi do bardziej zrównowaĹźonej obróbki

Monolityczny węglikowy frez trzpieniowy z powłoką wykonaną w technologii Zertivo™ 2.0 zapewnia korzyści w postaci większej trwałości narzędzia

W ostatnich latach bardzo zmieniło się nastawienie producentów do kwestii zrównowaĹźonego rozwoju. Z badań przeprowadzonych przez firmy Schneider Electric i Omdia wynika, Ĺźe 49% firm produkcyjnych inwestujących w zrównowaĹźony rozwój oczekuje wyĹźszej wydajności i obniĹźenia kosztów. Jednak choć rozmowy dotyczące zrównowaĹźonej produkcji zwykle dotyczą rozwiązań z kategorii Przemysł 4.0, firmy nie mogą zignorować znaczącej roli, jaką mogą odegrać narzędzia skrawające, takie jak powlekane monolityczne węglikowe frezy trzpieniowe. W tekście Anders Micski, dyrektor ds. gatunków i technologii w oddziale narzędzi monolitycznych (SRT) w firmie Sandvik Coromant, wyjaśnia, dlaczego zaawansowane powłoki narzędziowe mogą sprzyjać bardziej zrównowaĹźonej obróbce.

Obecnie zakłady obróbki skrawaniem zdają sobie sprawę, Ĺźe właściwa strategia zrównowaĹźonego rozwoju decyduje o sukcesie lub poraĹźce – zwłaszcza w kontekście dzisiejszych problemów z łańcuchami dostaw oraz niedoborów materiałów i wykwalifikowanego personelu. Jednak na drodze do uczynienia produkcji bardziej zrównowaĹźoną stoją potężne przeszkody. Niemal jedna trzecia liderów produkcji uczestniczących w badaniu przeprowadzonym przez firmy Schneider Electric i Omdia stwierdziło, Ĺźe istniejące zasoby i infrastruktura ich organizacji stanowią przeszkodę na drodze ku bardziej ekologicznej przyszłości. W badaniu 27% ankietowanych wskazało koszty lub budĹźet jako główną przeszkodę, natomiast dla 19% wyzwaniem były zmiany w kulturze organizacji lub ryzyko związane ze zmianą istniejących procesów.

Chcąc przezwyciężyć te przeszkody, producenci powinni wziąć pod uwagę istotne korzyści z punktu widzenia zrównowaĹźonej produkcji, jakie moĹźe przynieść zastosowanie lepszych narzędzi skrawających. Większa trwałość narzędzi moĹźe z pewnością sprzyjać zrównowaĹźonej produkcji i wiąże się z szeregiem innych zalet, do których naleĹźy zmniejszenie liczby narzędzi potrzebnych w przebiegu produkcji oraz zmniejszenie zapotrzebowania na kosztowne wymiany narzędzi. Inną zaletą trwalszych narzędzi jest moĹźliwość wytwarzania bardziej wszechstronnych produktów – z dwóch powodów. Po pierwsze: za pomocą narzędzia o dłuĹźszym okresie eksploatacji moĹźna zrealizować większą liczbę cykli produkcyjnych, zanim zajdzie potrzeba jego wymiany lub serwisowania. Po drugie: przy dłuĹźszym okresie uĹźytkowania narzędzie utrzymuje swoją precyzję i wydajność przez dłuĹźszy czas, czego skutkiem jest wyĹźsza jakość i powtarzalność wytwarzanych produktów.

Nie oznacza to, Ĺźe uzyskanie przewagi nad konkurencją w produkcji nie jest wyzwaniem. Z jednej strony obniĹźka kosztów dzięki doborowi właściwych narzędzi i strategii optymalizacji pomaga z znacznym skróceniu czasu obróbki oraz nawet dwukrotnym wydłuĹźeniu okresu eksploatacji narzędzia. Z drugiej strony ciągłe prace badawczo-rozwojowe nad wyzwaniami, przed którymi stoją zakłady obróbki skrawaniem, mają zasadnicze znaczenie dla zapewnienia technologicznej gotowości narzędzi i ich wymaganego standardu. 

RóĹźne rodzaje zuĹźycia

Skupmy się na węglikowych frezach trzpieniowych. Na trwałość frezów wpływa kilka czynników. Należą do nich róĹźne rodzaje zuĹźycia, w tym zuĹźycie kraterowe i starcie na powierzchni przyłoĹźenia, a takĹźe wykruszanie się krawędzi skrawającej, które często jest skutkiem drgań występujących w przedmiocie obrabianym lub w obrabiarce. 

Kilka aspektów konstrukcji frezu trzpieniowego wpływa na jego podatność na zuĹźycie, w tym podłoĹźe, powłoka ochronna i geometria narzędzia. Geometria ma szczególny wpływ na funkcjonalność narzędzia, co opisano w raporcie Study on tool life and its failure mechanisms autorstwa Kamala Institute of Technology & Science (KITS) w Indiach: „Geometria narzędzia ma kluczowy wpływ na jego trwałość, a do waĹźnych czynników należą kąt przyłoĹźenia i kąt natarcia”. Ponadto wybór materiału lub gatunku dla narzędzia moĹźe istotnie wpływać na jego prędkość obrotową i posuw podczas obróbki, oddziałując na takie czynniki, jak odporność narzędzia na zuĹźycie, jego twardość, odporność na wysokie temperatury oraz tarcie i spływ wiórów.  

W firmie Sandvik Coromant dział ds. gatunków i technologii, będący częścią jednostki biznesowej dla monolitycznych narzędzi obrotowych (BU SRT), stale prowadzi badania nad tymi czynnikami, szukając nowych sposobów poprawy trwałości narzędzia. Zespół ten współpracuje z innymi działami badawczo-rozwojowymi Sandvik Coromant, pracującymi nad tworzeniem powłok narzędzi wykonanych metodą fizycznego osadzania z fazy gazowej (PVD). PVD to proces, w którym powłoka osadza się na powierzchni narzędzia, aby zwiększyć jego trwałość i funkcjonalność, a w szczególności – wydłuĹźyć okres jego eksploatacji. 

Badając nowe moĹźliwości zwiększenia trwałości narzędzi, działy ds. gatunków i technologii oraz PVD skupiły się nad badaniach nad wpływem powłok PVD, z pominięciem innych czynników, takich jak substrat i geometria. W badaniach prowadzonych przez Sandvik Coromant uwzględniono takĹźe informacje przekazane przez klientów, które pomogły inĹźynierom Sandvik Coromant w dalszej optymalizacji właściwości pokrycia wykonanego metodą PVD.

W wyniku tych badań powstały nowe pokrycia, co doprowadziło do dalszej poprawy trwałości narzędzia i tym samym zwiększeniu wydajności samego narzędzia. Obejmują one jedno rozwiązanie do obróbki materiałów z grupy ISO-P i drugie do obróbki materiałów z grupy ISO-M. 

Nowa powłoka

Ciągłe prace badawczo-rozwojowe prowadzone przez Sandvik Coromant doprowadziły do powstania szeregu nowych powłok do monolitycznych węglikowych frezów trzpieniowych. Najnowsze rozwiązanie to asortyment powłok wykonanych w technologii Zertivo™ 2.0, które łączą najwyĹźszej klasy produktywność z wyjątkową wydajnością skrawania metalu przy najwyĹźszym moĹźliwym poziomie niezawodności obróbki. UmoĹźliwia to wykorzystanie w pełni potencjału gatunku. Gatunek frezarki wykonany w technologii Zertivo™ oferuje bardzo odporną krawędĹş skrawającą. Bardzo udarny substrat i zoptymalizowane pokrycie skutecznie zapobiegają wykruszaniu się krawędzi i pęknięciom, do których dochodzi w trudnych warunkach obróbki.

Niezawodne frezowanie 

Powłoki wykonane w technologii Zertivo™ 2.0 są zupełnie wyjątkowe i w dwóch nowych gatunkach przeznaczone specjalnie do monolitycznych frezów trzpieniowych CoroMill® Plura HD do ciężkiej obróbki zgrubnej stali ISO P i stali nierdzewnej ISO M. Asortyment CoroMill® Plura obejmuje wysokiej jakości węglikowe frezy trzpieniowe zapewniające produktywność, wydajność i doskonale niezawodny przebieg frezowania. 

CoroMill® Plura HD to w ofercie Sandvik Coromant rozwiązanie pierwszego wyboru do ciężkiego frezowania stali i stali nierdzewnej (grupy ISO P i ISO M), umoĹźliwiające bezpieczną i wydajną obróbkę frezami trzpieniowymi. Dzięki nowym gatunkom z powłoką w technologii Zertivo™ 2.0 moĹźna osiągnąć jeszcze lepszą trwałość narzędzia, bezpieczeństwo obróbki i produktywność. Nowe gatunki umoĹźliwiają zwiększenie zalecanej prędkości skrawania o 30% w głównych obszarach zastosowań do materiałów z grup ISO P i ISO M, a takĹźe w drugorzędnych zastosowaniach do materiałów z grup ISO K i ISO S (dzięki zoptymalizowanemu kształtowi rowka wiórowego, który zapewnia skuteczne odprowadzanie wiórów).

Asortyment CoroMill Plura® obejmuje narzędzia do ciężkiej obróbki zgrubnej i obróbki wykończeniowej, nadające się do róĹźnych zastosowań i materiałów, w tym równieĹź do materiałów trudno skrawalnych i bardzo twardych stali nawet do 63 stopni w skali twardości C wg Rockwella (HRc). Gatunki przeznaczone do obróbki stali nierdzewnej są dostępne w dwóch wariantach frezów: z chłodziwem doprowadzanym wewnętrznie w celu poprawy kontroli temperatury i spływu wiórów oraz bez wewnętrznego doprowadzania chłodziwa.

Testy wydajności 

Frez CoroMill® Plura HD udoskonalony dzięki technologii Zertivo™ 2.0 został poddany licznym testom wydajności i porównany z monolitycznymi węglikowymi frezami trzpieniowymi z oferty konkurencji. Jeden z testów polegał na obróbce przedmiotu z materiału SS1672 (C45) 160 HB z grupy ISO P, a inny test – na obróbce przedmiotu z materiału 1.4404 (316L) z grupy ISO M. 

W przedmiocie z materiału ISO M wykonano frezowanie rowków, podczas którego narzędzia pracowały z następującymi parametrami: prędkość skrawania (Vc) wynosząca 90 m/min, posuw na ostrze (fz) wynoszący 0,05 mm/ostrze, promieniowa głębokość skrawania (ae) wynosząca 10 mm oraz osiowa głębokość skrawania (ap) wynosząca 5 mm. Frez CoroMill® Plura HD osiągnął wzrost trwałości narzędzia o 65%. W materiale ISO P wykonano frezowanie występu na sucho z następującymi parametrami skrawania: Vc wynosząca 235 m/min, fz wynoszący 0,1 mm/ostrze, ae wynosząca 7,5 mm i ap wynosząca =5 mm. W tym procesie frez CoroMill® Plura HD osiągnął wzrost trwałości narzędzia o 150% w porównaniu z narzędziem z oferty konkurencji. 

Firma Sandvik Coromant zaleca stosowanie frezów CoroMill® Plura HD w technologii Zertivo™ 2.0 do produkcji części maszyn  , na potrzeby przemysłu motoryzacyjnego oraz ogólnie w obróbce stali i stali nierdzewnej. W przyszłości inĹźynierowie Sandvik Coromant zajmujący się narzędziami skrawającymi i pracami badawczo-rozwojowymi planują rozszerzenie zastosowania pokryć w technologii Zertivo™ 2.0 na całą linię narzędzi. Pokrycia te mają pomóc klientom w osiągnięciu lepszej wydajności i oszczędności wobec kontynuacji zwrotu producentów w stronę zrównowaĹźonego rozwoju. 

Aby dowiedzieć się więcej o oferowanych przez firmę Sandvik Coromant monolitycznych węglikowych frezach trzpieniowych CoroMill®Plura HD, ulepszonych poprzez zastosowanie powłok wykonanych w technologii Zertivo™2.0 zwiększających okres trwałości narzędzia, odwiedĹş naszą witrynę internetową.