01. prosince 2024 10:32

Grumant: Obrábění korozivzdorných ocelí a superslitin

Toto téma jistě zajímá a často trápí velký počet našich čtenářů. Protože v moderním strojírenství jsou poměrně často používány korozivzdorné oceli a mnoho firem se zabývá rozličnými typy obrábění, rádi bychom vám nabídli stručný průřez možnostmi firmy Grumant v této oblasti. Na úvod bychom rádi specifikovali požadavky, které jsou kladeny na nástroje a jejich použití při obrábění korozivzdorných ocelí.

Inzerce

Ve svém chování při obrábění jsou korozivzdorné oceli velice zvláštní. Představují nesmírně houževnatý, ale zároveň značně plastický materiál. Na rozdíl od ostatních skupin materiálů, korozivzdorná ocel velmi silně odolává vnikání břitu řezného nástroje do materiálu a oddělování třísky. Pro úspěšné obrábění musí mít nástroj v každém případě co nejostřejší řeznou hranu. Je však známo, že pro slinuté karbidy je ostrá řezná hrana nežádoucí. A z toho v podstatě plyne několik důležitých závěrů a principů konstrukce úspěšného nástroje pro obrábění korozivzdorných ocelí:

• řezná hrana nástroje musí být maximálně ostrá;
• nástrojový materiál musí být maximálně houževnatý;
• úhel čela musí být maximálně pozitivní;
• povlak musí být speciálně navržen pro konkrétní typ nástroje a musí mít dobrou přilnavost k substrátu a jemnozrnnou strukturu;
• obzvláště důležitý je správný technologický postup.

Na konkrétních typech nástrojů z naší nabídky dále ukážeme úspěšné příklady realizace uvedených principů.

Soustružení

Soustružnické destičky s novým povlakem CA6015 a speciálním utvářečem na nerez

Nabídka novinek pro tento způsob obrábění dosáhla za poslední rok výrazného rozvoje. Primát v tomto segmentu bezesporu drží mikrozrnné slinuté karbidy, a to z pochopitelných důvodů – nejlépe odolávají vyštípnutí řezné hrany a vyznačují se velmi dobrou houževnatostí. Mezi nimi stojí za zmínku karbidy série 9 firmy Kyocera – PR930 (M30), PR915 (M15) a PR905 (M05). Tyto materiály jsou do značné míry univerzální a dokážou často neuvěřitelné věci. Například karbid PR930 snese těžký i přerušovaný řez a je zároveň vynikající pro obrábění malých dílců. Na střední obrábění korozivzdorných ocelí je velice vhodný nový typ karbidu CA6015, který spolu s moderními typy utvářečů SU, HU, GU umožňuje rozsáhlou volbu pro různé případy obrábění a typy korozivzdorných ocelí.

Velmi dobré výsledky při středním obrábění a hrubování dosahuje nový karbid Korloy PC9030 (M20 – M35), který má mikrozrnný substrát a PVD povlak na bázi TiAlN. Ten výborně chrání proti tepelnému zatížení a tvorbě nárůstku, což je u obrábění korozivzdorných ocelí obzvláště důležité. Široká paleta utvářečů HA, HS, GS a HM dává velkou možnost výběru.

Nemělo by se zapomínat na široký výběr broušených destiček firmy Kyocera. Jsou velice vhodné pro zvětšování otvorů a pokud jsou vyrobeny z materiálů PR930, PR915 a PR905, lze s nimi dosáhnout velmi dobrých výsledků z hlediska kvality obrobeného povrchu a trvanlivosti nástroje.

Frézování korozivzdorných ocelí

Nástroje pro tento typ obrábění jsou v nabídce firmy Grumant silně zastoupeny, a to ve všech skupinách a typech.

Nástroje s vyměnitelnými destičkami

S ohledem na povahu frézování, které je charakterizováno přerušovaným řezem, drží v tomto typu obrábění primát PVD povlaky a speciálně vyvinuté typy karbidů. U Kyocery je nutné představit kromě již dobře známých karbidů PR730 a PR660 novinku – karbid PR830. Tento materiál je určen pro obrábění s vyššími řeznými rychlostmi a zároveň konstruován a doporučován pro těžké hrubovací operace, což je v případě obrábění korozivzdorných ocelí ta správná volba. Spolu se zmíněným karbidem PR830 je třeba doporučit nový typ fréz s extrapozitivními destičkami, a to frézy MEC s destičkami BDMT. Tyto destičky mají cca 2× větší kladný úhel hřbetu než je obvyklé a poskytují tak unikátní vlastnosti pro obrábění korozivzdorných ocelí.

Frézovací destičky s vysoce pozitivní řeznouhranou a novým mikrozrnným povlakem PR830se vyznačují nízkým řezným odporem a vysokou životností.

Velice úspěšný je v této oblasti i nový typ slinutého karbidu pro frézování od firmy Korloy – PC9530 (M35 – M45). Jak je vidět ze zařazení podle ISO, tento materiál je definován pro střední a hrubovací operace a při frézování korozivzdorných ocelí dosahuje skutečně vynikajících výsledků. Jeho základem je mikrozrnný substrát a nový typ povlaku s jemnou strukturou. Velice dobře odolává tvorbě nárůstku. Je vhodný i pro obrábění superslitin, jako je Inconel, Nimonic aj. Žhavou novinkou v tomto směru je nový karbid PC8010 z dílny firmy Korloy. Je konstruován pro těžko obrobitelné korozivzdorné oceli, superslitiny a titanové slitiny.

Monolitické frézovací nástroje

Tvrdokovové frézy řady Jet Power se osvědčily i na nejtěžších typech nerezu, superslitin a slitin titanu.

Výsadní postavení v tomto směru mají bezesporu nástroje korejské firmy YG-1. Primát v rozsáhlém sortimentu fréz na korozivzdorné oceli drží skupina fréz Jet­‑Power. Tyto frézy plní s nadhledem všechna kritéria pro obrábění korozivzdorných ocelí, která jsme uvedli v úvodu našeho článku. Jsou vyrobeny z mikrozrnného karbidu, mají vysoce pozitivní úhel čela, velký sklon šroubovice (45° až 55°) a speciální povlak. Znamenitě se osvědčily i na nejhůře obrobitelných typech korozivzdorných ocelí, superslitin a slitin titanu. Zároveň jsou výborné pro obrábění uhlíkových a nízkolegovaných ocelí.

Velký význam má skupina hrubovacích karbidových fréz z řady Jet­‑Power. Tyto frézy jsou speciálně navrženy pro produktivní hrubovací operace na korozivzdorných ocelích. Význam vlnitého výbrusu řezné hrany spočívá v tom, že řezná síla je rozložena na mnohem větší délce a zároveň asi 30 % ohybového zatížení působí ve směru osy nástroje.

Díky vroubkované geometrii břitu frézy je řezný odpor snížen přibližně o 30 %, což přináší zvýšení životnosti a možnost zvýšení posuvu.

Tento faktor značně přispívá k zvýšení trvanlivosti fréz a pochopitelně dává možnost použít výrazně větší posuvy a zvýšit produktivitu. Mimo celokarbidových fréz na obrábění korozivzdorných ocelí od firmy YG-1 vřele doporučujeme pro tento účel také frézy stejné firmy, vyrobené z práškové oceli (Power Steel). Frézy řady Tank Power jsou dalším významným typem nástrojů, které naši zákazníci velmi často používají na obrábění korozivzdorných ocelí. Zárukou úspěchu těchto nástrojů je obzvlášť vysoká houževnatost materiálu, ze kterého jsou vyrobeny. Nové povlaky dávají těmto frézám nové dimenze z hlediska tepelné odolnosti, potažmo solidní řezné rychlosti a posuvu. Všechny tyto vlastnosti dělají z těchto nástrojů, v případě korozivzdorných ocelích, optimální volbu pro efektivní obrábění.

Vrtání

Vrtání korozivzdorných ocelí je operace velice obtížná a u většiny našich nových zákazníků je značně neproduktivní. Proč? Protože na trhu – při relativně široké nabídce karbidových a jiných moderních nástrojů na obrábění obyčejných ocelí – na poli vrtání korozivzdorných ocelí úspěšnost některých dodavatelů často prudce klesá. Proto jsme velice rádi, že vám můžeme nabídnout širokou paletu rozličných typů nástrojů na vrtání těchto materiálů. A to nejen nabídnout, ale i zaručit dobré výsledky, jako je vysoká produktivita a trvanlivost nástroje. Některé nástroje jsou svými vlastnostmi skutečně unikátní a v některých aplikacích na těžko obrobitelné korozivzdorné oceli i bezkonkurenční.

Vrtáky Magic Drill

Jako vysoce produktivní nástroj na vrtání korozivzdorných ocelí lze doporučit vrták s VBD Magic Drill od firmy Kyocera. Díky patentovanému tvaru destiček je tento nástroj opravdu velice vhodný pro všechny typy materiálů. Se speciálními utvářeči SU a SP na obrábění korozivzdorných ocelí je operace vrtání i v těch nejhůře obrobitelných materiálech velmi snadná. Vysoké řezné rychlosti, posuvy a vysoká trvanlivost 4× otočitelných destiček přináší tomuto nástroji velký úspěch.

Vlevo je destička se standardním utvářečem. Vpravo je destička s utvářečem pro obrábění nerezu.

Speciální patentovaný systém upínání destiček k vrtákům YTDI – snadný a velmi stabilní

Dalším důležitým typem nástrojů na korozivzdorné oceli jsou též SK vrtáky firmy YG-1 a vrtáky firmy YesTool s vyměnitelnou špičkou. Tyto nástroje jsou vyrobeny z jemnozrnného slinutého karbidu (0,4 µm) a mají geometrii výbrusu, která je přizpůsobena k obrábění korozivzdorných materiálů. Jako skladový standard jsou k dispozici vrtáky s povlakem TiAlN.

Vrtáky na obrábění nerezu HPD – SUS

Vzácnými a velice významnými typy vrtáků na korozivzdorné oceli jsou vysoce produktivní (HPD – SUS) vrtáky z dílny YG-1, které jsou vyrobeny ze speciální vanadové oceli a mají extrapozitivní geometrii. Pozoruhodná je produktivita těchto vrtáků. Například vrták o průměru 18 mm na korozivzdorné oceli má doporučené řezné podmínky vc = 17 mmin^-1, posuv na otáčku f = 0,43 mm. To je 3× až 5× víc než u kobaltových HSS vrtáků. Naše rozsáhlé zkušenosti dovolují nabízet tyto vrtáky všude tam, kde jsou vyráběny součásti z korozivzdorných ocelí. Vzhledem ke své pružnosti jsou vrtáky HPD­‑SUS obzvláště vhodné pro CNC soustruhy, starší stroje a různorodou výrobu.

Závitovaní (závitníky)

Závitovací operace v korozivzdorných ocelích jsou také velice obtížné. Vysoká houževnatost těchto materiálů si často vybírá svou daň ve formě zlomených závitníků a nízké trvanlivosti nástroje. My nabízíme efektivní závitování korozivzdorných ocelí s použitím závitníků firmy Yamava. Skupina závitníků s modrým pruhem se velmi osvědčila, nabízí široké možnosti výběru a hlavně spolehlivé a dobré výsledky. Geometrie těchto závitníků je navržena pro obrábění těchto materiálů – je vysoce pozitivní, se speciálně upravenou řeznou hranu. Speciálně upravený povrch pozitivně ovlivňuje mazání a zabezpečuje ochranu funkčních ploch.

Závitníky japonské firmy Yamawa

Velice důležitou informací pro zákazníky je, že 95 % výše zmíněných nástrojů včetně novinek je k dodání do druhého dne. Vybrat nejlepší řešení konkrétního případu obrábění je možné (a většinou i žádoucí) formou poradenství našeho odborníka přímo ve vaší firmě. Naše zkušenosti a rozsáhlá obchodní síť po celé republice jsou vám k dispozici.

Ing. Valerij Zakrepa

www.grumant.cz