3 tipp ISO S anyagok megmunkálásához

A repülőgép- és űripar, valamint az energia és egészségügyi ipari szegmensek gyors fejlődésének köszönhetően egyre nagyobb az igény az ISO S anyagcsoportba tartozó, szuper- és titánötvözetekből készült alkatrészekre.

A nikkel- és kobaltalapú szuperötvözetek különleges keménységüket és szilárdságukat magas hőmérsékleten is megőrzik, a különbség különösképp szembetűnő a hagyományosabb szerkezeti acélokhoz és öntött vasakhoz viszonyítva. A titánötvözetek kiváló szilárdság-tömeg aránnyal rendelkeznek, ami kifejezetten vonzóvá teszi őket azokban az alkalmazásokban, ahol a tömeggel arányosan növekszik a tüzelőanyag fogyasztás.

isos_1

A fent említett ötvözetek tehát különleges körülmények között is megállják a helyüket, azonban ezek a kiemelkedő tulajdonságaik a megmunkálásukat is rendkívül körülményessé teszik. A megbízható, egyenletes és relatív költséghatékony megmunkálásához kiemelten fontos a megmunkálhatóságot befolyásoló tényezők megértése.

A megmunkálhatóság egy olyan jellemző, amely leírja az adott anyag viselkedését egy adott megmunkálási folyamat során. Ennek során négy alapvető tényezőt kell szem előtt tartani: fellépő mechanikus erő, forgácsképződés és eltávolítás, hő fejlődés és terjedés, valamint szerszámkopás és meghibásodás. Az adott anyag „nehezen megmunkálható” besorolása azt jelenti, hogy a négy közül egy vagy több tényező nehézséget okoz.

Azon gyártók, amelyek a vas és acél alkatrészek megmunkálására alkalmas szerszámokkal és módszerekkel kísérelnek meg ISO S anyagokat feldolgozni, hamar problémákba ütköznek a szerszámélettartam, a ciklusidő, a megbízhatóság és általában az alkatrész minősége terén. Emiatt fontos az idejétmúlt megmunkálási technikák újragondolása és az új szerszámok és stratégiák gyakorlatban történő alkalmazása.

Az alábbiakban három stratégia szerepel, amelyeket érdemes figyelembe venni az ISO S anyagok feldolgozása során:

#1 – A nehezen megmunkálható anyagok feldolgozásának hagyományos megközelítése szerint ezeket az anyagokat óvatosan és kevésbé agresszív megmunkálási paraméterek – például csökkentett előtolás, fogásmélység vagy forgácsolási sebesség – mellett kell feldolgozni. Azonban a legtöbb kifejezetten ISO S anyagokhoz kifejlesztett szerszám alkalmazható nagyobb fogásmélység és előtolási sebesség mellett is. Azok a szerszámok, amelyeket arra tervezték, hogy ezekkel az agresszívebb paraméterekkel is megbirkózzanak, többek között finomszemcsés keményfémből készültek, éleik szilárdsága magas hőmérsékleten is megbízható, valamint ellenállóak a deformációval és kopással szemben. A szuperötvözetek megmunkálásakor előforduló leggyakoribb hiba a barázdaképződés a megmunkált felületen, amit általában a felület megmunkálás közbeni felkeményedése okoz. Mélyebb fogás és erőteljesebb előtolás alkalmazása minimalizálja az időt, ameddig a szerszám éle érintkezésben van a felülettel.

#2 – Az öntöttvas és acél megmunkálásához képest jelentős különbség tapasztalható a hő fejlődésében és disszipációjában. A hőálló anyagok rosszul vezetik a hőt, aminek következtében a hőenergia felgyülemlik a szerszámban és a munkadarabban, ami végül az alkatrész deformációjához és a szerszám élettartamának csökkenéséhez vezet. A probléma elkerüléséhez élesebb szerszámok használata javasolt. Habár általánosságban gyengébbnek számítanak ezek az élesebb szerszámok, megfelelő teljesítményű, stabilitású és rezgésekkel szemben ellenálló szerszámgépen alkalmazva inkább vágják az anyagot, mint deformálják, így csökken a fejlődő hő mennyisége.

#3 – A nikkel és titán alapú ötvözetek hajlamosabbak a felkeményedésre, mint az acélok. Ennél fogva kiemelt fontosságú, hogy a felület kialakítása minél kevesebb lépésből történjen. Például ahelyett, hogy 10 mm-nyi anyagot két 5 mm fogásmélységű ciklussal távolítanánk el, célszerűbb egyetlen 10 mm-es fogásmélységű lépésben forgácsolni. Az egylépéses megmunkáláshoz azonban át kell gondolni a simítás megvalósítását, amit általában több ciklussal, kis fogásmélységgel és alacsony előtolási sebességgel szoktak végezni. A szerszámgépnek a lehető legmagasabb megmunkálási paraméterekkel kell dolgoznia, ugyanis így érhető el a jobb felületminőség, és ez megnöveli a szerszám élettartamát is. Végkövetkeztetésül tehát az ISO S anyagok megmunkálásakor az óvatos és agresszív megmunkálás közötti egyensúly megtalálása a kulcs.

Forrás cuttingedgeconversation.blogspot.hu