Bevonatos CBN minőségek a nagyszilárdságú edzett acél esztergálásához

A Mitsubishi szerszámok kizárólagos magyarországi képviseletét a Lovász Kft. látja el.

A CBN/PKD csoport kihívása a nagy teljesítményű, hosszú élettartamú CBN anyagok fejlesztésében.

A csapat 2011-ben kezdte meg a BC81 sorozat (BC8110, BC8120) fejlesztését. A nagyszilárdságú edzett acélhoz való új CBN sorozat kifejlesztéséhez, amely túlszárnyalja a többi gyártót, teljesen új technológiát kellett kitalálni. Alább egy interjú következik hat olyan fejlesztési és gyártási szakemberrel, akik ezt a célt megvalósították.

MitsubishiMaterials_CBN_bevonat_cikk1

Hogyan indult a BC81 sorozat fejlesztése.?

Jumoto: Az elmúlt években az autó- és a gépipar növekedési pályára lépett, és megnőtt a kereslet a CBN (köbös bórnitrid) szerszámok iránt, amelyek a nagyszilárdságú edzett acél alkatrészeket is képesek megmunkálni. A Mitsubishi Materials 2010-ben bevezette a BC8020-at, amely egy bevonatos CBN minőség nagyszilárdságú edzett acélok forgácsolására, de néhány helyen elmaradtunk a versenytársaink termékeitől. Ezt a csalódást mellre szívtuk: teljes mértékben az új technológiák erősségeire hagyatkozva kifejlesztettük a BC81 sorozatú bevont CBN anyagot a nagyszilárdságú edzett acélok megmunkálásához.

Hogyan kezdődőtt a BC8110 története?

Jumoto: A BC8110-et bevonatos CBN anyagként nagyszilárdságú edzett acélok folyamatos forgácsolására fejlesztettük ki. A fejlesztési folyamatunk során különösen elköteleztük magunkat a „mit keresnek a vevők” szemlélet felé. Azzal, hogy az egész csapatunkat a felhasználó-orientált termékfejlesztés felé irányítottuk a technológia által irányított fejlesztés helyett, sikerült ugyanannak a célkitűzésnek az irányába előrehaladnunk, és nem futottunk mellékvágányra.

Maekava: Amikor a fejlesztést elkezdtük, a teljesség igénye mellett megvizsgáltuk, hogy „min kell javítani” a versenytársak termékeivel összehasonlítva. Az eredmény a jobb kopási és csorbulási ellenállás lett, ezért a fejlesztés fő irányát a „CBN anyag kiváló csorbulási ellenállással és kiemelkedő kopásállóságot biztosító bevonattal” célkitűzés felé tereltük.

Hogyan történt maga a fejlesztés?

Jumoto: Először kifejlesztettünk egy „CBN alapanyagot kiváló csorbulási ellenállással”, csak erre koncentrálva javítottunk a CBN alapanyag szívósságán. Azonban minden szinterezett CBN anyag összetétele – ideértve a versenytársainkéit is – ugyanolyan volt, ezért egyértelművé vált, hogy a közönséges körülmények mellett gyártott CBN alapanyag a végső elemzés alkalmával is csak ugyanazt a teljesítményszintet biztosítaná. Ezért, hogy a versenytársainkénál jobb szívósságú anyagot állítsunk elő, feltaláltuk az új, „ultrafinom kötőanyag” technológiát. E technológiának köszönhetően sikerült a BC8110 kötőanyagát sokkal finomabbá tennünk, mint a korábbi termékek, illetve a versenytársak termékei, és sikerült egy szívósabb kerámia kötőanyagot előállítanunk. Így képsek voltunk kiváló csorbulási ellenállást adni a szerszámainknak.

Maekava: Az alapanyag fejlesztését követően rátértünk a „kiváló kopásállóságú bevonat” kifejlesztésére. Általánosan megfogalmazva a bevonatok nem tapadnak könnyen a CBN anyagra más wolfrám-karbid szerszámanyagokkal összehasonlítva. Mit kellett tenni, hogy mind a tapadószilárdság, mind a kopásállóság megmaradjon? A problémát több szempontból vizsgálva úgy döntöttünk, módosítjuk vállalatunk egyedi Miracle bevonatolási technológiáját, hogy az CBN-re is alkalmazható legyen. Ez szemlátomást szűnni nem akaró próbálkozássorozatokat eredményezett, hogy a megfelelő feltételeket megtaláljuk, mivel a wolfrám-karbid és a CBN szerszámokra a bevonat teljesen más módon tapad. A gyártási fázisban új létesítményeket is telepítettünk, és a bevonatolás után egy új folyamatot vezettünk be. A munkafolyamatok számának növelése nyilvánvaló hátrányokat vetített előre, ezért átfogó felülvizsgálatot kellett végezni, kezdve a gyártási fázissal, hogy elérjük a kívánt teljesítményt.

MitsubishiMaterials_CBN_bevonat_cikk2

Okada: Őszintén szólva, mint a gyártással megbízott csapattag, kétségeim voltak, vajon a munkafolyamatok növelése eredményezne-e bármilyen változást. Azt látva azonban, ahogy az egyik tagunk szenvedélyesen magyarázza, miért szükséges a folyamatok számát növelni a célunk eléréséhez, hinnem kellett neki. Végül is jó eredményekhez vezetett, noha van még mit javítani rajta.

Jaszuda: A termékvizsgálati fázisban sorozatos helyszíni vizsgálatokat végeztünk vevőinkkel együttműködve. A vevőnek ebben a fázisban új perspektívát javasolva többre értékelték a mi termékeinket a versenytársainkéval szemben, különösen azután, hogy sikerült a szerszámélettartamot meghosszabbítani. 

Maekava: A tesztelésben együttműködő vevők a terméket piaci bevezetése előtt meg kívánták venni, abban az esetben is, ha speciális célszerszám volt. Termékeink bevezetés előtti ilyen nagyfokú elismerése mély benyomást hagyott bennünk.

Milyen előrelépést jelent a BC8120 kifejlesztése?

Jumoto: A BC8120 a nagyszilárdságú edzett acél forgácsolására használt BC8020 bevonatos CBN minőséget váltja fel, amely 2010-ben jelent meg. A BC8020-szal felmerült pár alkalmazási probléma, például a mérettartás pontosságának leromlása a bevonat leválása miatt, és a folyamatos forgácsolás során fellépő csorbulás is. A BC8120 kifejlesztésekor ezért e problémák megoldására összpontosítottunk, valamint olyan anyag kifejlesztésére, amely nagyobb teljesítményt nyújt a versenytársak termékeinél megszakított forgácsolás esetén.

Jaszuda: A BC8020 elmaradt egyes területeken versenytársaink termékei mögött, így tudtuk, hogy még jobban lemaradunk, ha négy-öt évet eltöltünk valami új kifejlesztésével. Emiatt létfontosságú volt új termékünket rövid idő alatt létrehozni. Tulajdonképpen nagyjából egy évbe tellett CBN alapanyagaink és bevonataink továbbfejlesztése.

Jumoto: A CBN alapanyag csorbulási ellenállását növelni kellett. Kezdetben úgy gondoltuk, valamennyire meg tudjuk növelni a CBN alapanyag szívósságát az ultrafinom kötéstechnológia BC8120-ra történő alkalmazásával, de ez nem volt könnyű feladat. A korlátozott idő miatt még a hétvégéken is dolgoztuk, mintát minta után elkészítve, amíg végül is sikerült az ultrafinom kötőanyagot alkalmazva kifejleszteni a BC8120 CBN alapanyagát.

Maekava: A bevonattal a fő célkitűzésünk a réteges leválás megelőzése volt. Különböző rétegösszetételeket és egy új technológiát alkalmaztunk, amely kiküszöböli a maradékfeszültségeket, növelve a tapadási szilárdságot. Így sikerült minden korábbinál jobb tapadási szilárdságot elérni.

MitsubishiMaterials_CBN_bevonat_cikk4

A BC81 sorozat gyártása megkívánt különleges erőfeszítéseket?

Kodera: Mivel a BC81 sorozat egy új anyagtípus, a gyártási módszerek kutatását is csak az anyag viselkedésének alapos tanulmányozása után kezdtük meg. Óriási kihívást jelentett rövid idő alatt, termeléskiesés nélkül a mintákat is elkészíteni.

Jumoto: Kodera úr e terület specialistája, így háromszor gyorsabban volt képes egy mintát előállítani, mint kollégái. Ezért kértük fel mindig őt, hogy mintát készítsen (nevet). Hatalmas támogatás a gyártásfejlesztés számára, ha személyzetében olyasvalakit tudhat, mint Kodera úr.

Kodera: Ezt az eredményt nemcsak én, hanem az egész személyzet érte el, együttműködésben. A CBN/PKD csoport tagjai rendkívül összetartóak, és segíteni kívánnak, valahányszor erre szükség van (nevet).

Kubota: A gyártócsarnokban halljuk vevőink elismerését, valamint azt, hogy várják termékeinket, és ez még nagyobb erőfeszítésekre ösztönöz minket. Visszatekintve úgy gondolom, hogy az a vágyunk, hogy „kiváló CBN/PKD termékeket állítsunk elő”, osztályokon és beosztásokon átívelő szolidaritást kovácsolt közöttünk. Termékfejlesztési céljainkat azért tudtuk megvalósítani, mert kölcsönös bizalomra épülő kapcsolat van közöttünk.

MitsubishiMaterials_CBN_bevonat_cikk3

Jumoto: Abszolút mértékben bízunk a BC81 sorozatban, különösen az elmúlt erőfeszítéseinkre, fáradozásainkra visszatekintve. Aktívan részt veszünk a forgácsolási vizsgálatokban és a PR tevékenységben, és reméljük, hogy vevőink kipróbálják termékeinket.

Maekava: Ebben a pénzügyi évben a nagyszilárdságú edzett acél simító forgácsolásához használt BC8105 bevonatú CBN anyagot és a nagyszilárdságú edzett acél folyamatos forgácsolására szolgáló BC8130 bevonatú CBN anyagot tervezzük bevezetni a piacra. Azonban továbbra is fejlesztési erőfeszítéseinkre összpontosítunk, ezért kérjük, kísérjék figyelemmel jövőbeli termékcsaládjainkat is.

Forrás:Lovász Forgácsoló Kft.

További Információ:

A Lovász Forgácsoló Kft. honlapján.