Rozsdamentes acélok megmunkálása termelékenyen
A rozsdamentes acél régóta a gyártásban használt egyik legfontosabb alapanyag
2021. február 11., csütörtök, 06:00
Címkék: eszterga esztergálás forgácsolás ISCAR precíziós szerszámok szerszám szerszámtechnika tömör keményfém fúró
A rozsdamentes acélok szinte mindenhol megtalálhatók: a turbófeltöltőkben, a konyhai edényekben, a repülőgépgyártásban, a sebészetben, az olaj- és gáziparban, valamint az élelmiszeriparban. A rozsdamentes acélok elterjedt használata ezen alapanyagok legfontosabb tulajdonságából adódik: ellenállnak a korróziónak.
A „rozsdamentes” és „saválló” acél kifejezéseket általában szinonimaként használjuk, de gyakran találkozunk a rozsdaálló acél, inox acél és a korrózióálló acél szavakkal is. A rozsdamentes, eredeti jelentésében vörös rozsdafoltosodásra kevésbé alkalmas acélt a vas oxidációja miatt fejlesztették ki. A korróziót különböző kémiai és fizikai-kémiai reakciók okozzák, és többféle korróziótípust különböztetünk meg.
A rozsdamentes acélokat többféle csoportba soroljuk a fő funkcionális jellemzőik alapján:
- Rozsdamentes acél – normál körülmények között ellenáll a korróziónak.
- Oxidáció- vagy saválló acél – magas hőmérsékleteken vagy agresszív körülmények között is ellenáll a korróziónak.
- Hőálló acél, melynek magas hőmérsékletű igénybevétel esetén sem változik a keménysége.
Ezáltal a saválló acél a rozsdamentes acél egyik fajtájaként kezelendő. E rozsdamentes acél csoportok funkcionális jellemzői határozzák meg, hogy milyen jellegű forgácsolószerszámot alkalmazunk az alapanyag megmunkálására. Akik rozsdamentes acélok forgácsolásával foglalkoznak, azok számára a legfontosabb ismérv a megmunkálhatósági együttható. A rozsdamentes acélok megmunkálhatósága az acél összetételén és szerkezetén múlik. Ezek függvényében a rozsdamentes acélokat a következő típusokba soroljuk:
-
Rozsdamentes krómacél
- Ferrites
- Martenzites és ferrites-martenzites
- Rozsdamentes króm-nikkel acél
- Ausztenites és szuper-ausztenites
- Duplex (ferrites-ausztenites)
Ezeken felül létezik még egy külön kategória, mely a kéregedzett (PH) martenzites vagy félausztenites rozsdamentes acélokat tartalmazza. A rozsdamentes acélok az előbbi típusok valamelyikéhez tartoznak, mely által megbecsülhető azok megmunkálhatósága, és kiválasztható a megmunkáláshoz szükséges forgácsolószerszám. A forgácsolószerszám-tervezésben a rozsdamentes acélok megmunkálása fontos szempont a vágógeometriák kialakításában, a szerszámalapanyag (legfőképp a keményfémminőség) kiválasztásában és a hűtés alkalmazásában.
A megmunkálhatóság oldaláról vizsgálva a ferrites és martenzites rozsdamentes acélok nagyon hasonlóak a magasan ötvözött acélokhoz. Így az ISO-513-as szabvány, mely a forgácsolószerszámok fő alkalmazási csoportjait határozza meg, a ferrites és martenzites rozsdamentes acélokat az ISO P osztályba sorolja. Azonban az ausztenites, duplex és kéregedzett acélokkal teljesen más a helyzet. Az ilyen típusú rozsdamentes acélok megmunkálhatósága nagyon nehéz, így az ISO M osztályba tartoznak.
A megmunkálhatóság függ továbbá a hőkezeléstől is. ISO M rozsdamentes acél forgácsolása esetén, az alapanyag nehéz megmunkálhatósága miatt, a vágóél nagy terhelésnek van kitéve.
- A megmunkálás kezdetén az ilyen acélok rossz hővezető képessége miatt fellépő magas hőmérsékletek repedéseket okozhatnak.
- Az ilyen acélok hajlamosak az önedződésre, az alapanyag megmunkálás közben történő alakváltozásai a forgácsolószerszám plasztikus deformációjához vagy töréséhez vezethet.
- Az alapanyag nagy szakítószilárdsága miatt gyakori az intenzív anyagfáradásból eredő kopás és törés.
- A nyúlós alapanyag miatt sokszor fellép az élrátétképződés.
A megmunkálhatóság alapján az ISO S csoportba tartozó anyagok közé tartoznak a hőálló szuperötvözetek (HTSA), a titán és a titánötvözetek. A hőálló szuperacélok közt sokféle vasalapú ötvözet is megtalálható, melyek valójában hőálló rozsdamentes acélötvözetek, és a megmunkálhatóságuk rendkívül problémás. Ezáltal a rozsdamentes acélok a gyártási alapanyagok külön osztályát képezik, melyek ötvözőik, tulajdonságaik és megmunkálhatóságuk alapján is különböznek. A rozsdamentes acélok megmunkálásához olyan forgácsolószerszámokra van szükség, melyek vágógeometriákban és minőségekben is lefedik a három fő megmunkálási csoportot: az ISO P, M és S kategóriákat.
A fémmegmunkáló iparban egyre hatékonyabb szerszámokra van szükség a rozsdamentes acélokhoz, a forgácsolószerszám-gyártók pedig folyamatosan keresik a megoldásokat az egyre növekvő ipari igényekre. A rozsdamentes acél megmunkálásának hosszú története ellenére a szerszámgyártók továbbra is új, innovatív fejlesztéseket dolgoznak ki, és javítják a jelenlegi megoldásokat. Az ISCAR mint a világ egyik vezető forgácsolószerszám-gyártója magától értetődően ugyanígy tesz.
Esztergaszerszámok
Az összegyűjtött tapasztalatokra alapozva az ISCAR három új forgácstörőt fejlesztett ki az ISO eszterga lapkáihoz. A forgácstörők, melyek meghatározzák a lapka vágóélprofilját, az R3M, M3M és F3M megnevezéseket kapták, és ki is jelölik a felhasználhatóságuk fő területeit: nagyolás (R), közepes megmunkálás (M) és simítás (F) rozsdamentes acélokban. Ezeket pozitív és negatív esztergalapka-kialakításokban is használjuk. A forgácstörő elsődleges formája egy speciális kialakítású terelő, mely javítja a forgácstörést, valamint a hullámos felületet, mely csökkenti a lapka felületén keletkező forgácsnyomást. A forgács pályájának 3D modellezése nagyban segítette a terelő kialakítását a tervezési fázisban. A forgácstörők azonosítását segíti a lapkafurat melletti gravírozott kontúr, továbbá minden forgácstörő felismerhető a kontúrok száma alapján.
Az ISCAR szakértői szerint az új forgácstörők jobb teljesítményt és hosszabb éltartamot biztosítanak, a legfejlettebb keményfémminőségek és a SUMOTECH bevonatképző technológia kombinációjának köszönhetően.
A fémmegmunkáló iparban népszerűek a svájci típusú szerszámgépek kis méretű alkatrészek gyártására, főleg a repülőgép- és orvosi iparban. A nemrég bevezetett beszúró- és esztergalapkák, melyek az új NX forgácstörővel rendelkeznek, melyek az ISCAR SWISSCUT INNOVAL szerszámcsalád bővítéseként érkeztek, kimondottan ehhez a szerszámgéptípushoz készültek. Az új forgácstörők nagyban javítják a rozsdamentes acélok megmunkálási lehetőségeit. Amint az előző esetben is, a forgácstörés 3D modellezése nagy szerepet játszott a forgácstörő formájának kialakításában.
Leszúrásban és beszúrásban az ISCAR két új keményfémminőséget vezetett be fizikai TiAlN bevonattal rozsdamentes acélok megmunkálására: az IC1010-est közepestől magas vágósebességekhez, és az IC1030-ast alacsonytól közepes vágósebességekhez.
Forgószerszámok
A forgácsolószerszámok technikai képességeit legnagyobb mértékben a tulajdonságaik határozzák meg. Az ISCAR rozsdamentes acélok fúrására irányult fejlesztéseinek nagy része jobb szerszámalapanyagok kidolgozására irányult, melyek két új keményfémminőséget eredményeztek: az IC806 és az IC5500. A fizikai bevonatos IC806-os minőség nehezen megmunkálható hőálló rozsdamentes acélok (ISO S és ISO M csoportok) mélyfúrására alkalmas, míg az IC5500-as – mely új szemcsés alapanyaggal és kémiai bevonattal is rendelkezik – ferrites és martenzites rozsdamentes acélok (ISO P csoport) nagy teljesítményű fúrására alkalmas.
Az IC5500-as keményfémminőség meggyőző fúrási eredményeinek köszönhető az alkalmazási tartományok kibővítése, és átvétele a váltólapkás maró termékcsaládokba. A körlapkás marócsaládok új profilmegmunkáló szerszámokkal bővültek, melyeket főleg turbóalkatrészek turbinalapátjainak megmunkálására fejlesztettek ki. Az új lapkák két minőségben érhetők el. Az első verzió, mely az IC5820-as minőségből készül, ausztenites, duplex és kéregedzett rozsdamentes acélok (ISO M és ISO S csoportok) megmunkálására ajánlott. A második verzió, mely az IC5500-as keményfémminőségből készül, ferrites és martenzites acélok (ISO P csoport) forgácsolására alkalmas. Az IC5500-as minőség, mely a fúrásban már bizonyított, körlapkák alapanyagaként magasabb vágósebességek mellett is kiváló teljesítményt nyújt.
A nemrég kifejlesztett ötélű tömör-keményfém marók szerszámcsaládja érdekes megoldást jelent az ausztenites, duplex és kéregedzett rozsdamentes acélok (ISO M és ISO P csoportok) megmunkálására. A szármarók kialakítása a vibrációmentes elven alapszik, mely már bizonyított az ISCAR CHATTERFREE termékeiben – ez változó fogosztást és változó horonyemelkedést jelent. Új elem a forgácshornyok alatti kopást kezelő mechanizmus. A szármarók fizikai bevonatos kemény mikroszemcsés IC608-as minőségből készülnek. A szármarók vibrációmentes kialakítása, megerősített kúpos magja és a továbbfejlesztett kopásállóságú minőség alkalmazása nagyban növeli a szerszámok éltartamát.
Hatékony hűtés – Lépcső a sikerhez
A nehezen megmunkálható rozsdamentes acélok forgácsolásakor a megfelelő hűtés elengedhetetlen a teljesítményoptimalizálás során. Az elmúlt években bevezetett TANGSLIT horonymarók, melyek közvetlenül a vágóélre irányított hűtőfolyadék-csatornákkal rendelkeznek, kiváló megoldást jelentenek ilyen anyagok megmunkálására is. A marók, melyek használhatóak alacsony (10 bar-ig) és magas (340 bar-ig) hűtőfolyadék-nyomással is, akár 50%-kal magasabb vágósebességekkel is képesek dolgozni megfelelő forgácstörést és kiváló felületminőséget biztosítva.
A nagynyomású hűtéssel történő megmunkálások iránti igények növekedésére válaszként az ISCAR új, belső hűtéssel rendelkező menetmegmunkáló szerszámokhoz tartozó adaptereket kínál. Ezek az adapterek rendkívül gazdaságos, 10 vágóélű lapkákkal szereltek.
A rozsdamentes acélok egyre hatékonyabb megmunkálására használható szerszámok iránti igény növekedése hat a forgácsolószerszám-gyártókra is. A siker útjára lépő cégeknek elengedhetetlen a kompetencia, a hozzáértés és az innovatív kezdeményezőképesség. Az ISCAR továbbra is elkötelezett a folyamatos fejlesztések iránt, és továbbra is ennek megfelelően dolgozik.
